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CARGAS A CIMENTACION /32.

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CARGAS ACIMENTACION

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Cargas a cimentación

3119 kN

4494 kN

Carga axial

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Cargas a cimentación

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Cargas a cimentación

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Max: 8071 kN-m

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Re!I Job Title Pte Clle 26

I CM FZL !By EFFM Dat"22-Jul-02

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Cargas a cimentación

2807 kN

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Carga axial

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: Clienl CONSORCIO S.F. - S.C. & ASOC - SEDIC SA DalefTime 29-Nov-2002 14:11File P2CARCIM.std

Cargas a cimentación

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Máximo momento My

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Prinl Time/Dale:29/11/200214:17 STAAD.Pro tor Windows Release 2002 Prinl Run 2 013

SheetNo

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Softwarelicensedto FZ INGENIEROSESTRUCTURALES Par!Portico eje 2

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Job No

DatelTime 29-Nov-2002 14:11

By EFFM Dat~2-Jul-02 Chd FZL

I Client CONSORCIO S.F. - S.C. & ASOC - SEDIC S.A. File P2CARCIM.std

Max: 5814 kN-m

Cargas a cimentación

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139

11. FZ INGENIEROS Job No Sheet No Rev--i

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IBy EFFM Dat€f\JOV-2002 Chd FZL i

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68 kN

711 kN

810 kN

Carga axial

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I Job Tille Puente Clle 26 Rel Ii By EFFM Dat8f\jOV-2002 Chd FZL II¡ Client CONSORCIO S. F.- S.C. & ASOC-SEDIC S.A. File PP1 CARCIM.std IDatefTime 29-Nov-2002 13:36 !I

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Cargas a cimentación

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FZ INGENIEROS Job No Sheet No Rev i3 !

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Partpórtico típico parqueadero (1,2,3) iI Software licensed to FZ INGENIEROSESTRUCTURALES iI

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Max: 1176 kN·; .

Máximo momento Mz

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Print Run 3 01 3

ESTUDIODE SUELOS

201

202INSTITUTO DE DESARROLLO URBANOEstudios y Diseños de la troncal Norte Quito Sur desde la AvenidaPaseo de los Libertadores al límite del Distrito Con Soacha en Bogotá D.C. INFORME MENSUAL No. 3

7.2 PUENTES VEHICULARES

7.2.1 ESCENARIO A, CONTRACTUAL

7.2.1.1 Puente calle 26

El puente vehicular existente en la intersección de la Avenida NOS con Calle 26 se ampliarámediante 2 carriles adicionales con anchos estimados de los planos entregados de 4.50 mde ancho cada uno. El puente actual está construído en concreto reforzado y presenta 4 ejes.con luces entre 23.22 y 28.65 m. Las nuevas cargas previstas, suministradas por el ingenierocalculista del proyecto, varían entre 209.0 a 257.9 toneladas.

Al final del presente numeral se incluye un plano de localización con la ubicación de sondeoscorrespondiente (véase figura 7.2.1.1-VP)

7.2.1.1.1 Investigación Subsolar

Como complemento a los sondeos realizados por la firma Bateman Ingeniería para elpuente existente, se perforaron 3 sondeos de 40.0 m de profundidad perforados con unequipo de percusión y lavado. A lo largo de los sondeos se hizo el ensayo de penetraciónestándar como medida de la densidad de los mantos granulares e índice de consistencia delos mantos arcillosos. Adicionalmente, se tomaron muestras alteradas para inspección visuale inalteradas de acuerdo con la estratigrafía las cuales fueron enviadas al laboratorio paraensayos de consolidación, compresión inconfinada, pesos unitarios, pesos específicos,límites de Atterberg, humedad natural, granulometría, de acuerdo con los términos dereferencia para los puentes.

Al final del presente numeral se incluye un diagrama de caracterización estratigráfica endonde se incluyen los diferentes mantos detectados con los ensayos in-situ y parámetrosfísicos correspondientes (Véase figura 7.2.1.1-VE).

7.2.1.1.2 Descripción del subsuelo

La estratigrafía detectada descrita a partir de las cotas de terreno en el momento de realizarlas perforaciones es la siguiente:

a) 0.0 - 1.0/3.0 m.

b) 1.0/3.0-13.8/16.0 m.

Relleno heterogéneo.

Limo arcilloso y/o arcilla arenosa gris oscura,orgánica y con turba en algunos sectores, deconsistencia blanda. N del ensayo SPT varía entre 2y 6 golpes/pie. La resistencia a la compresióninconfinada tomada sobre muestras inalterada varíaentre 1.17 y 0.23 Kg/cm2• A continuación se resumenlos parámetros obtenidos del ensayos deconsolidación:

CONSORCIO SILVA FAJARDO & CIA LTDASILVA CARREÑO & ASOCIADOS SAo - SEDIC S.A ..

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INSTITUTO DE DESARROLLO URBANOEstudios y Diseños de la troncal Norte Quito Sur desde la AvenidaPaseo de los Libertadores al limite del Distrito Con Soacha en Bogotá D.C.

2CJ3

INFORME MENSUAL No. 3

C) 13.80/16.0-17.10/18.10 m.

d) 17.10/18.10 - 28.0/29.5 m.

e) 28.0/29.50 - 33.40/34.30 m.

f) 33.40/34.30 - 35.70/36.20 m.

g) 35.70/36.20 - 40.0 m.

7.2.1.1.3 Nivel de aguas

SondeoMuestraProf (m)eocrp (T/m2)Cc .CrCs

V16

8.50-9.01.2752.100.3550.150.10

Arena limosa habana con gravas en algunossectores, de densidad compacta a muy compacta. Ndel ensayo SPT varía entre 65 y 15 golpes/pie. Estemanto no se encontró en el sondeo No. V3.

Limo arenoso carmelito y/o gris con turba y gravas enalgunos sectores, de consistencia dura a blanda. Ndel ensayo SPT varía entre 14 y 2 golpes/pie. Laresistencia a la compresión inconfinada tomadasobre muestras inalteradas varía entre 1.14 y 0.86Kg/cm2•

Arena limosa gris oscura con turba en el sondeo V2 ygravas en el sondeo V3, de densidad media a muycompacta. N del ensayo SPT varía entre 74 y 10golpes/pie. Este manto no se encontró en el sondeoV1.

Turba negra. No se detectó en el sondeo V2.

Arcilla limosa y/o limo arenoso carmelita con lentesde arena y turba. N del ensayo SPT varía entre 11 y3golpes/pie.

Durante los trabajos de campo se monitorearon los niveles freáticos en la mañana y tardecon los siguientes niveles estables al final de cada perforación:

Sondeo123

Nivel (m)7.306.207.20

7.2.1.1.4 Ensayos de Campo y Laboratorio

Con base en los resultados de los diferentes ensayos realizados en campo y laboratorio acontinuación se hace una gráfica de los valores de resistencia a la compresión inconfinada ylos valores de N obtenidos del ensayos SPT en función de la profundidad para cada uno delos sondeos:

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INSTITUTO DE DESARROLLO URBANOEstudios y Diseños de la troncal Norte Quito Sur desde la AvenidaPaseo de los Libertadores al límite del Distrito Con Soacha en Bogotá D.C. INFORME MENSUAL No. 3

ENSAYO SPT

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-35 ~O 20 40 60 80

N (Golpes/pie)

COMPRESION INCONFINADA

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•-5 • •-10

g"C -15ni ~"C .'6 RV2c::.2 -20 V3

o•..Il.

•-25

•-30

-35

O 0.5 1 1.5 2

Qu (Kg/cm2)

Al final del presente numeral se incluye un resumen de los ensayos de laboratorio realizados(véase figura 7.2.1.1-VL).

7.2.1.1.5 Parámetros de resistencia al corte y compresibilidad

Teniendo en cuenta las características geomecánicas del subsuelo obtenidas del programade ensayos de campo y laboratorio, se determinaron los parámetros de resistencia al corte ycompresibilidad de los mantos a lo largo de la profundidad explorada obteniendo lo siguiente:

Angulo de Módulo deEstrato Profundidad Qu fricción elasticidad

(m) (Kg/cm2) interna (<f¡) (T/m2)

1 0-2.0 --- --- ---2 2.0 - 8.0 0.6 --- 4003 8.0 - 28.0/34.0 0.75 --- 11004 28.0/34.0 - 40.0 --- 28 1400

CONSORCIO SILVA FAJARDO & CIA LTDASILVA CARREÑO & ASOCIADOS SAo - SEDIC S.A..

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205INSTITUTO DE DESARROLLO URBANOEstudios y Diseños de la troncal Norte Quito Sur desde la AvenidaPaseo de los Libertadores al limite del Distrito Con Soacha en Bogotá D.C. INFORME MENSUAL No. 3

7.2.1.1.6 Recomendaciones de Cimentación

Dada la erraticidad en la estratigrafía tanto en composición como en densidad y consistenciay la presencia de materia orgánica de ésta así como del nivel de cargas previsto y losasentamientos permisibles para el empalme de la estructura nueva con la existente, se tienela necesidad de utilizar un sistema de cimentación profundo que permita trasladar las cargasa lo largo de la estratigrafía encontrada y por lo tanto se recomienda lo siguiente:

Consistirá en pilotes cilíndricos de concreto reforzado, pre-excavados y fundidos in-situ de0.50 a 1.0 m de diámetro y 40.0 m de longitud trabajando por fricción.

La capacidad máxima admisible de los cimientos se determinará con base en los siguientesparámetros calculados con base en el método de esfuerzos efectivos cuyas memorias decálculo se incluyen en el anexo 3:

a) Los pilotes se fundirán en concreto de 3500 psi y se proyectarán con base en lossiguientes parámetros:

- Longitud útil de fricción =- Fricción útil =- Capacidad máxima de la seccióntransversal del concreto: =

29.50 m3.06 Ton/m2

400.0 Ton/m2•

Se debe anotar que para el cálculo de la fricción útil se tuvieron en cuenta losdiferentes estratos que conforman la estratigrafía.

b) Con base en los anteriores parámetros la capacidad de los pilotes incluidos efectosde grupo estará dada por el siguiente cuadro (los pilotes fueron calculados con baseen un factor de seguridad de 1.50):

- Diámetro (mts)- Carga (ton)

0.60 0.70 0.80 0.90 1.0113.1 153.9 201.1 254.5 314.2

c) Los cimientos se reforzarán en toda su longitud con la canasta de acero quedetermine el calculista con base en el análisis sísmico de la estructura y la cual nopodrá tener un área inferior al 0.5% de la sección transversal del pilote.

d) Con base en los módulos elásticos establecidos en el numeral anterior se estimaronlos módulos de reacción lateral para el diseño de los pilotes y los resultadosobtenidos fueron los siguientes:

ModuloCota ton/m3

2.0 - 8.0 236.88.0 - 34.0 726.234.0 - 40.0 948.7

e) Los pilotes se distribuirán a razón de 1 a 3 pilotes por pila con un espaciamientomínimo entre ejes de 3.0 diámetros.

CONSORCIO SILVA FAJARDO & CIA LTDASILVA CARREÑO & ASOCIADOS SAo - SEDIC S.A ..

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20(0INSTITUTO DE DESARROLLO URBANOEstudios y Diseños de la troncal Norte Quito Sur desde la AvenidaPaseo de los Libertadores al límite del Distrito Con Soacha en Bogotá D.C. INFORME MENSUAL No. 3

f) De acuerdo con las condiciones descritas los asentamientos probables son del ordende 3 cms calculados con base en el método propuesto por POULUS & DAVIS(Elastic Solutions For Soil and Rack Mechanics).

g) El ingeniero de suelos revisará y aprobará los planos de cimentación producto de laspresentes recomendaciones. Sin dicho visto bueno los planos no tendrán ningunavalidez.

h) El suelo de cimentación será aprobado por el diseñador geotecnista o unrepresentante de este.

i) Al final del presente informe se incluyen algunas recomendaciones de caráctergeneral.

7.2.1.1.7 Recomendaciones para los terraplenes

Los terraplenes de acceso al puente (oriental y occidental) tendrán una altura máxima de2.50 m medidos a partir de la cota actual del terreno. Los rellenos se harán en materialgranular seleccionado (tipo 8-200 o similar) construído con base en las recomendacionesque se dan más adelante. Los rellenos deberán ser contenidos lateralmente mediantealgún sistema de tipo muros convencionales de concreto cuyos parámetros de diseñohacen parte del presente informe. En caso que el contratista plantee nuevas alternativas,estas serán revisadas y aprobadas por el diseñador geotecnista con el objeto degarantizar que estas cumplen con los requerimientos generales del proyecto. De acuerdocon las cargas previstas se tiene que los rellenos podrían generar asentamientos hasta de15 cms de los cuales en su gran mayoría se desarrollarán durante la construcción delterraplén.

Es importante anotar que las recomendaciones aquí incluidas y los análisis han supuestoque todas las redes y tuberías existentes bajo la proyección del terraplén serán retiradospor fuera de los límites de la planta del puente.

7.2.1.1.7.1 Construcción de rellenos para terraplén

Los rellenos se construirán con base en las siguientes recomendaciones:

a) El recebo a utilizar será del tipo arenoso con máximo de 20% de material pasa tamizNO.200 y un índice de plasticidad inferior al 8%, limite plástico inferior a 30%.Especial cuidado se deberá dar al estricto cumplimiento de estos límites para lo cualse deberán hacer ensayos antes de iniciar la construcción de los rellenos y durante elmismo al observar cambio en las características del material enviado a la obra.

b) Los rellenos se harán por capas de 0.20 m de espesor compactando cada capahasta alcanzar una densidad de 95% del ensayo proctor modificado, antes de iniciarel procesos de compactación, se recompactará la subrasante mediante 6 pasadas decilindro de 10 toneladas.

CONSORCIO SILVA FAJARDO & CIA LTOASILVA cARREÑa & ASOCIADOS SAo - SEDIC S.A..

48

207INSTITUTO DE DESARROLLO URBANOEstudios y Diseños de la troncal Norte Quito Sur desde la AvenidaPaseo de los Libertadores al límite del Distrito Con Soacha en Bogotá D.C. INFORME MENSUAL No. 3

c) La densidad se verificará en un punto por capa cada 200 m2 para cada una de lascapas.

d) Con el objeto de controlar el grado de compactación se hará antes de iniciar laconstrucción del colchón un mínimo de 3 ensayos proctor sobre el material a utilizar.

e) Los rellenos construídos alcanzarán asentamientos del orden de 8 cm los cualesse desarrollarán en cerca de un 50% durante su construcción. Al final del informese incluyen los cálculos realizados (véase anexo 3).

7.2.1.1.7.2 Sistemas de Contención

Como contención lateral de los rellenos se construirá un muro diseñado para soportar laspresiones hidrostáticas producidas por un material con un peso unitario y = 2.0 Ton/m3 yun coeficiente de presión lateral Ka= 0.33 más la carga viva de diseño del puente. El murose construirá antes de iniciar la construcción de los rellenos.

Las cargas de los muros se cimentarán mediante pilotes proyectados de acuerdo con losparámetros dados para la cimentación de la estructura principal. Como alternativa a losanteriores cimientos podría uitlizarse una cimentción superficial tipo zarpa apoyada a 2.50m de profundidad y dimensionada con base en una capacidad maxima admisible de 6.0ton/m2•

7.2.1.1.8 Parámetros de Diseño Sísmico

De acuerdo con el Decreto 33 de 1998, el suelo de este proyecto es de tipo S2 con lossiguientes parámetros de diseño sísmico:

S2 = 1.20Aa = 0.20

De la microzonificación sísmica el sector hace parte de la Zona 2 (Piedemonte) con lossiguientes factores espectrales para el diseño de acuerdo con la zona:

Período inicial, To=Período corto, Tc=Período Largo, TL=Aceleración máxima, Am=Aceleración Nominal, An=Factor de amplificación de la aceleración, Fa=Factor de amplificación de la aceleraciónen el rango de velocidades constantes, Fv=

0.201.206.000.300.401.00

2.25

CONSORCIO SILVA FAJARDO & CIA LTDASILVA CARREÑa & ASOCIADOS SAo - SEDIC S.A..

49

DISEÑOESTRIBOS

JGO

f.Z. IrtGErtlEROS ESTRUCTURALES

PROYECTO -----,- No. _-7'J -1'/

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VIVA

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DISEÑO DE ESTRIBOS

CARGA VIVA POR ESTRIBO

No de vias de circulaciónCAMION C40-95

5 vias40,00 t

CAi(~A nVér:..TLl A ~STKlfJDCARGA VIVA A UTILIZAR

~C-Ib (15,70 t

0,\ 0,35

I I I

1 1,65

Concreto= 2,40 tlm3Relleno= 2,00 tlm3K= 0,33~= 30,00

ancho largoNeopreno 0,2 0,4

EMPUJES DE TIERRA

o,

0,6 m113 t

P=E=

5,00 M=

25,25 tlm296,56 t

246,23 t.m

4, 3

0,50 1,60Pilotes~=Padm=

1

1,80 0,45

2,70

ITEM P / pilote d P / pilote pTon Ton

1. Pp+rell 79,59 -23,962. 1 +EQ 128,86 -73,233. CM 82,86 -14,154. Grupo I 84,82 -8,265. Grupo VII 141,63 -72,926 VII diseño 153,53 -84,82

DI 1t:~ITr:,.,.,..,I r: "'le

192.

alto0,05

0,72

DISEÑO DE ESTRIBOS /93

Momentos y cargas estabilizantes Momentos y cargas desestabilizantes

L 't d d I t 'b 3 A 03onqlU e es n 0= m a= ,ITEM L Pv X Mesta Fh y Mvol

m t m t.m t.n m t.m

1 5 3,96 2,05 8,12 1,19 6,83 8,112 5 0,96 2,05 1,97 0,29 5,80 1,673 5 21,00 1,78 37,28 6,30 3,50 22,054 5 0,36 2,02 0,73 0,11 5,50 0,59

5 5 5,16 2,02 10,41 1,55 2,43 3,774t 5 0,30 2,08 0,63 0,09 5,40 0,49

5t 5 4,30 2,08 8,96 1,29 3,87 4,996t 5 33,25 2,35 78,14 9,98 4,33 43,14

7 5 32,40 1,35 43,74 9,72 0,50 4,86aletas 0,3 9,58 2,10 20,11 2,87 4,33 12,42

Peso propio 111,27 210,06 33,38 102,09CM super 26,16 1,80 47,09 7,85 6,10 47,87CM total 137,43 257,15 41,23 149,96CV super 15,70 1,80 28,26CTOTAL 153,13 285,41

GRUPO I

FSV=Mest = 1,93Mvolc

No de pilotes= L Pv =Padm

1,4 Xa = Mest-Mvol = 0,90 mPv

No pilotes adelante= 2No pilotes posteriores= 2

Xpilotes = 1,35 m Ecc = Xpilotes - Xa = 0,45

Inercia de pilotes = 3,24

P del =P post =

57,4619,10

OKOK

PUENTE CALLE 26

DISEÑO DE ESTRIBOS

GRUPO VII

EMPUJES POR SISMOAa= 0,2~= 33~= Ot= O

8= O9= 5,71

\1'=Kae=Keq=

2,210,4

0,07

Ps= 5,36 tlm2Es= 20,48 tMs= 104,46 t.m

Mvolc= 457,81 t.m FSV=Mest = 0,56Mvolc

Xa = Mest-Mvol = -1,46 mPv

Ecc = Xpilotes - Xa = 2,81 m

P del =P post =

141,63 /1.33 = 106,49-72,92 /1.33 = -54,83

OKOK

CUADRO RESUMEN

ITEM Pv Mest Mvol FSV xa ecc Pdel Ppost t.m t.m m m t t

1. Pp+rell 111,27 210,06 246,23 0,85 -0,33 1,68 79,59 -23,962. 1 +EQ 111,27 210,06 423,62 0,50 -1,92 3,27 128,86 -73,233.CM 137,43 257,15 246,23 1,04 0,08 1,27 82,86 -14,154. Grupo I 153,13 285,41 246,23 1,16 0,26 1,09 84,82 -8,265. Grupo VII 137,43 257,15 457,81 0,56 -1,46 2,81 141,63 -72,926 VII diseño 137,43 257,15 500,66 0,51 -1,77 3,12 153,53 -84,82

PlIFNTF CAl I F ,~

DISEÑO DE ESTRIBOS

/96

DISEÑO ZAPATA

GRUPO I

Zarpa delantera

No de pilotes adelante= 21,60 No de pilotes atras= 2

Altura terraplen= 6,65 mt·DD Densidad del terreno= 2,00 tlm3Distancia entre pilotes= 3,00 mFactores de mayoracion= 1,60 m

P/p del= 84,82P/p post= -8,26

I O,4J0,45 1,80

Vu= 131,50 t vu= Vu = 6,45 kg/cm2.85*b*d

Mu= 144,09 t.m

b=fy=

Muagr=

300,00 cm4200 kg/cm2

172,2 t.m

d=f'c=

80,00 cm210 kg/cm2

Calculo del refuerzoMu= 172,2 tm p= 0,0024

As= 58,61 cm2 = 19,54 cm2 / m

Zarpa posterior

Factor de mayoracion= 3,00 distancia entre pilotes= 3,00 m

Vu= 45,97 t vu= Vu = 2,25 kg/cm2.85*b*d

Mu= 8,89 t.m

PUENTE CALLE 26

GRUPO VII

Zarpa delantera

Ppd=Ppt=

Vu=

153,53 t-84,82 t

150,29 t

Mu= 167,35 t.m

b=fy=

Muagr=

300,00 cm4200 kg/cm2172,2 t.m

Calculo del refuerzoMu=

Zarpa posterior

Factor de mayoración=

Vu= 101,78 t

Mu= 8,95 t.m

b=fy=

Muagr=

240,00 cm4200 kg/cm2137,7 t.m

Calculo del refuerzoMu=

DISEÑO DE ESTRIBOS

Distancia entre pilotes=Factor de mayoración=

vu= Vu =.85*b*d

172,2 tm

1

11,9 tm

d=fc=

80,00 cm210 kg/cm2

p=As=

3,00 m1

7,37 kg/cm2

0,002458,61 cm2 =

Distancia entre pilotes= 2,40 m

vu= Vu =.85*b*d

d=fc=

80,00 cm210 kg/cm2

p=As=

PUENTE CALLE 26

6,24 kg/cm2

0,00023,95 cm2 =

/96

19,54 cm2/ m

1,64 cm2 / m

DISEÑO DEL VASTAGO

GRUPO I

DISEÑO DE ESTRIBO

/91

Parametros de diseño

y=k=4>=

2,0 tlm30,33

30fe= 210 kg/em2fy= 4200 kg/em2

Parametros para sismoAa= 0,3

4>= 3313= O

2,210,4

0,071= O0= O8= 8,53

\1/=

Kae=Keq=

H P E M Vu h d vu Mu Muagr Mu p As

m tlm2/m tlm t.m/m t cm cm kg/cm2 t.m t.m t.m cm2/m

7,50 4,95 18,56 46,41 31,56 55.00 47,50 7,8 78,9 17,36 78,89 0,01056 50,176,50 4,29 13,94 30,21 23,70 108,95 101,45 2,7 51,4 68,12 68,12 0,00179 18,155,50 3,63 9,98 18,30 16,97 101,98 94,48 2,1 31,1 59,68 41,38 0,00124 11,764,50 2,97 6,68 10,02 11,36 95,00 87,50 1,5 17,0 51,79 22,66 0,00079 6,923,50 2,31 4,04 4,72 6,87 88,02 80,52 1,0 8,0 44,46 10,66 0,00044 3,522,35 1,55 1,82 1,43 3,10 30,00 22,50 1,6 2,4 5,16 3,23 0,00172 3,871,50 0,99 0,74 0,37 1,26 30.00 22,50 0,7 0,6 5,16 0,84 0,00044 0,99

GRUPO VII

FUERZAS INERCIALESH- 665 m-

ITEM P Y Mt m t.m

1 0,24 5,83 1,382 0,06 4,80 0,283 1,26 2,50 3,154 0,02 4,50 0,105 0,31 1,43 0,44

SUMA 1,89 5,35

H Ps Es Ms Vu h d vu Mu Muagr Mu p As

m tlm2/m tlm t.m/m t m cm kg/cm2 t.m t.m t.m cm2

6,65 0,93 3,10 6,86 23,01 55,00 47,50 5,7 57,1 17,36 57,09 0,00732 34,79

PUENTE CALLE 26