DISEODISEO DE PUENTE DE SECCION COMPUESTA-PUENTE AMBODATOS Y ESPECIFICACIONESLOSA DE CONCRETO ARMADO :LONGITUD ENTRE EJES DE APOYO (L)=24.500M.ANCHO DE VIA (A)=7.20M.BOMBEO=2.50%NUMERO DE VIAS DEL PUENTE (NV)=2VIANUMERO DE VIGAS PRINCIPALES (#V)=5vigas principalesESPESOR DE LA LOSA (t)=0.20M. (Del Predimensionamiento)RESISTENCIA DEL CONCRETO EN LOSA (f'c)=210.00KG/CM2FLUENCIA ACERO DE REFUERZO EN LOSA (fy)=4,200.00KG/CM2SOBRECARGA MOVIL HL-93 (Pc)(POR EJE)=3.5714.7814.78TNP1P2P2SOBRECARGA MOVIL TANDEM (Pt)(POR EJE)=11.2011.20TNPPSOBRECARGA DISTRIBUIDA (S/C)=0.96TN/MSOBRECARGA PEATONAL EN VEREDA (S/CPL)=0.36TN/M2PESO DE LA BARANDA METALICA ( )=0.20TN/M3PESO ESPECIFICO DEL CONCRETO ARMADO ( )=2.40TN/M3PESO ESPECIFICO DEL ASFALTO ( )=2.00TN/M3VIGA DE ACERO :ESPACIAMIENTO DE VIGAS ENTRE EJES (S)=1.50M.ESPACIAMIENTO DE VIGAS ENTRE EJES DE ALAS (S'')=1.25M.ESPACIAMIENTO DE VIGAS ENTRE ALAS (S')=1.00M.FLUENCIA DEL ACERO ESTRUCTURAL (f'y)=2,530.00KG/CM2ASTM A36PESO ESPECIFICO DEL ACERO EN VIGAS ( )=7.85TN/M3La norma especifica que para tener en cuenta los efectos de amplificacin dinmica y de impacto, se deber de incrementar las cargas vivas,este incremento se da para los efectos del Camion de diseo Hl-93 o Tndem de diseo mas no para la Sobrecarga.Incremento por efectos dinmicos y de impacto = I =33.00%PREDIMENSIONAMIENTO DE LA SUPERESTRUCTURADIMENSIONAMIENTO :PERALTE MINIMO DE LA VIGA DE ACERO0.82M.1.10M.PERALTE MINIMO DE LA VIGA INCLUIDO LOSA0.98M.1.30M.ESPESOR DE LA LOSA0.20M.PARA LUCES SIMPLES0.18M.Asumir :0.20M.ESFUERZOS TIPICOS DE DISEO-Resistencia Mnima a la fluencia del acero :2,530.00KG/CM2-Esfuerzo Mnimo admisible en flexin del acero :1,260.00KG/CM2ESPESOR DEL ALMA0.67CM.0.950CM.3/8"ANCHO DEL PATIN22.03CM.0.50M.ESPESOR DEL ALA O PATINDe la formula anterior se deduce :2.16CM.3.000CM.ANALISIS Y DISEO DE LA LOSA DE CONCRETO ARMADODISTRIBUCION DE LAS CARGAS DE LAS RUEDAS EN LA LOSA DE CONCRETOPara nuestro caso se considera la armadura principal de la losa perpendicular a la direccin del trfico.TRAMO INTERIORLUZ EFECTIVAPara nuestro caso como son 05 vigas de acero (tramo simple), la luz de clculo ser la distancia entre los ejes de soporte,para secciones con mas de 05 vigas del tipo de viga en donde se apoya.1.50M.MOMENTO POR SOBRECARGA MOVILMOMENTO FLECTORPara luces de 0.60 m. a 7.20 m., el momento debido a la carga viva para tramos simples se determina por la siguienteformula :donde :Peso de la Rueda ms pesada.1.18TN-M.7.39TNMOMENTO POR IMPACTO0.39TN-M.MOMENTO POR PESO PROPIOMetrado de Cargas :pp losa =0.480TN/Msup. rodadura =0.216TN/M0.696TN/MPara obtener los momentos negativos y positivos se consider un coeficiente de 1/10, de acuerdo a las recomendacionesde las normas AASHO y ACIM DC =0.108TN-M.M DW =0.049TN-M.0.157TN-M.VERIFICACION DEL PERALTE POR SERVICIOPara este caso se asumir que el concreto y el acero alcanzan hasta un 40% de su resistencia.Esto con el objetivo que los esfuerzos y deformaciones sigan siendo proporcionales.Donde :Peralte til de losa.Ancho de losa.100.000CM.Momento por Servicio.1.732TN-M.Esfuerzo de compresin en el concreto.84.00KG/CM2Esfuerzo permisible en el acero de refuerzo.1,680.00KG/CM2Modulo de elasticidad del acero de refuerzo.2,100,000.00KG/CM2Modulo de elasticidad del concreto.217,370.65KG/CM2Relacin del modulo de elasticidad del acero y del concreto.9.66< > 10Relacin entre la tensin del acero y del concreto.20.00Factores adimensionales.0.3260.8918.427CM.OKDISEO DEL ACERO DE REFUERZO POR ROTURADonde :Factor que se refiere a la ductilidad.1.00Factor que se refiere a la redundancia.1.05Factor que se refiere a la importancia operacional.0.951.00Momento ltimo (Momento Total factorizado)Factor de Carga.Momento de carga por cada tipo "i".Para el estado limite de Resistencia I, se tiene :1.25Factor de carga por peso propio1.50Factor por carga muerta1.75Factor por carga viva2.96TN-M.Area de Refuerzo Positivo y Negativo :Recubrimiento a utilizar=5.00CM. del acero a utilizar=1/2PULG.Area del acero=1.27CM2.Peralte (d)=14.37CM.Dar un valor aproximado para "a" :1.35CM.5.73CM2.1.35CM.OKVerificacin de Cuanta :0.850.02168cuantia balanceada0.01626cuantia maxima0.00333cuantia minimaEn nuestro caso :0.00399OK5.73CM2.Separacin entre varillas :22.11CM.20.00CM.Se usar :1/2PULG. @ 20 CM.Acero de distribucin o reparticin :, es un porcentaje del acero principal., para refuerzo principal perpendicular al trfico.Area del acero principal5.73CM2.Longitud efectiva del tramo.1,500.00MM.67.00%3.84CM2/M del acero a utilizar =1/2PULG.Area del acero =1.27CM2.33.00CM.30.00CM.Se usar :1/2PULG. @ 30 CM.Acero por temperatura y retraccin de fragua :Para un ancho de 1.00 m. se tiene :3.60 del acero a utilizar =3/8PULG.Area del acero =0.71CM2.19.79CM.19.50CM.Se usar :3/8PULG. @ 19.5 CM.TRAMO EN VOLADIZOPara nuestro caso, calculado por metro de ancho, se tiene :ANCHO DE VIA (A)=7.20M.ANCHO DE VEREDA (C)=1.20M.ANCHO DE SARDINEL (B)=0.20M.ALTURA DE BARANDA=0.90M.ANCHO DE BARANDA=0.15M.F=0.20M.Z=0.05M.U=0.15M.C - U=1.05M.G=0.40M.N=0.20M.(A-(#V-1)xS)/2+U=0.75M.SECCIONCARGA (TN)BRAZO (M)MOMENTO (TN-M)10.6721.2250.823Peso Muerto20.0120.5080.006Peso Muerto0.0000.4580.000Peso Muerto3 (SARDINEL)0.0961.8250.175Peso Muerto4 (BARANDA)0.0361.8250.066Peso Muerto0.0000.0000.000Peso Muerto0.0000.0000.000Peso Muerto5 (ASF.)0.0860.2380.020Peso Muerto60.3000.3130.094Peso Propio70.0120.6420.008Peso PropioS/C PL (Peatones)0.4321.1250.486Peso PeatonalMOMENTO POR CARGA MUERTA DE COMPONENTES ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES :0.101TN-MMOMENTO POR CARGA MUERTA DE SUPERFICIE DE RODADURA Y DISPOSITIVOS AUXILIARES :1.091TN-MMOMENTO POR CARGA VIVA PEATONAL :0.486TN-MMOMENTO POR SOBRECARGA MOVIL :Donde :Peso de la rueda mas pesada7.390TN.Brazo de ubicacin de la fuerza "P"0.175M.Franja Efectiva (Cantilever)1.286M.1.006TN-MMOMENTO POR IMPACTO :0.332TN-MDISEO DEL ACERO DE REFUERZO POR ROTURAPara el estado limite de Resistencia I, se tiene :1.251.501.751.004.954TN-MArea de Refuerzo :Recubrimiento a utilizar=5.00CM. del acero a utilizar=1/2PULG.Area del acero=1.27CM2.Peralte (d)=14.37CM.Ancho (b)=100.00CM.Dar un valor aproximado para "a" :2.34CM.9.93CM2.2.34CM.OKVerificando el area de acero por cuantia, se tiene :9.93CM2.Comparando con el acero superior de la losa interior, se asume :9.93CM2.Separacin entre varillas :12.75CM.12.50CM.Se usar :1/2PULG. @ 12.5 CM.DISEO DE LA VEREDAMOMENTO POR PESO PROPIO Y POR SOBRECARGA PEATONALSECCIONCARGA (TN)BRAZO (M)MOMENTO (TN-M)1'0.6000.6250.375Peso Propio30.0961.1500.110Peso Muerto4 (BARANDA)0.0361.1500.041Peso Muerto0.0000.0000.000Peso Muerto0.0000.0000.000Peso MuertoS/C PL (Peatones)0.3780.5250.198IMPACTO0.020Se considera el 10% por aglomeracin y por fuerzas imprevistas.MOMENTO ULTIMO1.078TN-MArea de Refuerzo :Recubrimiento a utilizar=5.00CM. del acero a utilizar=1/2PULG.Area del acero=1.27CM2.Peralte (d)=14.37CM.Ancho (b)=100.00CM.Dar un valor aproximado para "a" :0.48CM.2.02CM2.0.48CM.OKVerificando el area de acero por cuantia, se tiene :4.79CM2.Separacin entre varillas :26.46CM.25.00CM.Se usar :1/2PULG. @ 25 CM.DISEO DE LAS VIGAS PRINCIPALES METALICAS DE ACEROPREDIMENSIONAMIENTO DE LA VIGA METALICACHEQUEO POR PANDEO DEL ALMA115.79OKCHEQUEO POR PANDEO DEL ALA EN COMPRESION16.67OKDEL GRAFICO ANTERIOR SE DEFINE :Ancho del ala superior en compresin.Ancho de platabanda en compresin.Ancho del ala inferior en traccin.Ancho de platabanda en traccin.Espesor del ala superior en compresin.Espesor de platabanda en compresin.Espesor del ala inferior en traccin.Espesor de platabanda en traccin.Espesor del alma.Altura del alma.Altura del alma entre centros de alas.Altura de la viga metlica en cms.PARA NUESTRO CASO :50.00CM.0.00CM.50.00CM.40.00CM.3.00CM.0.00CM.2.50CM.2.50CM.0.950CM.110.00CM.114.00CM.118.00CM.AREA DE LA SECCION479.50CM2.PESO UNITARIO POR METRO LINEAL DE LA VIGA0.38TN/M.METRADO DE CARGAS :SECCIONCARGA (TN/M)Viga Externa10.672Peso MuertoViga Externa20.012Peso MuertoViga Externa0.000Peso MuertoViga Externa3 (SARDINEL)0.096Peso MuertoViga Externa4 (BARANDA)0.036Peso MuertoViga Externa0.000Peso MuertoViga Externa0.000Peso MuertoViga Externa5 (ASF.)0.243Peso MuertoViga Interna6 (ASF.)0.270Peso MuertoViga Externa70.720Peso PropioViga Externa80.012Peso PropioViga Interna90.720Peso PropioVIGA DE ACERO0.376Peso PropioVIGA DIAFRAGMA0.300Peso PropioViga ExternaS/Cv (Peatones)0.432MOMENTO POR CARGA VIVA DE DISEO :DISTRIBUCION DE CARGA VIVA POR EL CARRIL PARA MOMENTOS (TABLA 2.6.4.2.2.2)Para vigas con tablero de concreto, sobre vigas de concreto o acero, la Norma indica:- Para vigas InterioresUn carril cargado :Dos o ms carriles cargados :Rango de aplicacin :Donde :Espacimiento de vigas (mm)Longitud de viga (mm)Espesor de la losa (mm)N de vigas principalesParmetro de rigidez longitudinal (mm4)Relacin de mdulos de los materiales de viga y tablero.Momento de inercia de vigas (mm4)Area de vigas (mm2)Distancia entre los C.G de la viga principal y el tablero (mm)- Para vigas ExterioresUn carril cargado :UTILIZAR LA REGLA DE LA PALANCADos o ms carriles cargados :Factor de distribucin de viga interiorFactorDistancia entre el centro de viga Exterior y el borbe interior decuva o barrera de trfico (mm)- En nuestro caso se tiene :5vigas1,500.00mm24,500.00mm200.00mm9.662.40E+10mm477,950.00mm2475.14mm4.01E+11mm4550.00mm0.970.4890.472MOMENTO POR CAMION DE DISEO HL-93 Y SOBRECARGA DISTRIBUIDA1.- Indicar el valor "X", de ubicacin de la rueda trasera P2 :8.68M.OK2.- Indicar el valor "Y", en donde se desea calcular el momento :12.98M.OK3.- Calculo de los factores f1, f2 y f3 :3.826, para P16.103, para P24.081, para P2164.184TN-M54.181TN-M71.776TN-M4.- Segn el Teorema de Baret el valor "n" es :0.727M.8.677M.12.977M.164.184TN-MColocar el valor calculado cambiando los valores "X" e "Y"54.181TN-M71.776TN-M4.- En el Centro de luz :7.950M.12.250M.163.469TN-MColocar el valor calculado cambiando los valores "X" e "Y"53.945TN-M72.030TN-MMOMENTO POR TANDEM Y SOBRECARGA DISTRIBUIDA1.- Indicar el valor "X", de ubicacin de la rueda trasera P :11.95M.OK2.- Indicar el valor "Y", en donde se desea calcular el momento :11.95M.OK3.- Calculo de los factores f1y f2 :6.121, para P5.536, para P130.562TN-M43.086TN-M71.987TN-M4.- Segn el Teorema de Baret el valor "n" es :0.300M.11.950M.11.950M.130.562TN-MColocar el valor calculado cambiando los valores "X" e "Y"43.086TN-M71.987TN-M4.- En el Centro de luz :12.250M.12.250M.130.480TN-MColocar el valor calculado cambiando los valores "X" e "Y"43.058TN-M72.030TN-MDE LO ANTERIOR SE PUEDE NOTAR QUE PREDOMINA EL CAMION DE DISEO HL-93+S/C DISTRIBUIDAMOMENTO POR CARGA VIVA EN VIGA INTERIOR80.244TN-M26.481TN-M35.080TN-MMOMENTO POR CARGA VIVA EN VIGA EXTERIOR77.551TN-M25.592TN-M33.903TN-MCALCULO DE MOMENTOS POR PESO PROPIO, PESO MUERTO Y CARGA PEATONAL :- Momento por Peso NO COMPUESTO :VIGA INTERIOR1.666TN/M.124.592TN-MMomento producido para cada viga.125.033TN-MMomento producido para cada viga.VIGA EXTERIOR2.335TN/M.174.611TN-MMomento producido para cada viga.175.229TN-MMomento producido para cada viga.- Momento por Peso COMPUESTO N=30 :VIGA INTERIOR0.000TN/M.0.000TN-MMomento producido para cada viga.0.000TN-MMomento producido para cada viga.VIGA EXTERIOR0.132TN/M.9.869TN-MMomento producido para cada viga.9.904TN-MMomento producido para cada viga.- Momento por Peso de Sobrecarga en Vereda N=30 (VIGA EXTERNA):32.299TN-MMomento producido para cada viga.32.414TN-MMomento producido para cada viga.CALCULO DEL MOMENTO MAXIMO POR SERVICIO :447.032TN-MMomento producido para cada viga.446.890TN-MMomento producido para cada viga.AJUSTE DEL DISEO DE LA VIGA METALICA99.480CM2.CALCULO DE LA CORTANTE1.- Calculo de los factores f1, f2 y f3 :1.000, para P20.824, para P20.649, para P12.- Calculo de la Cortante por HL-93+S/C Distribuida :29.283TN9.663TN11.760TN3.- Calculo de la Cortante por Tandem+S/C Distribuida :1.000, para P0.951, para P21.851TN7.211TN11.760TNDE LO ANTERIOR SE PUEDE NOTAR QUE PREDOMINA EL CAMION DE DISEO HL-93+S/C DISTRIBUIDADISTRIBUCION DE CARGA VIVA POR EL CARRIL PARA CORTE (TABLA 2.6.4.2.2.3)Para vigas con tablero de concreto, sobre vigas de concreto o acero, la Norma indica:- Para vigas InterioresUn carril cargado :Dos o ms carriles cargados :Rango de aplicacin :- Para vigas ExterioresUn carril cargado :UTILIZAR LA REGLA DE LA PALANCADos o ms carriles cargados :Rango de aplicacin :- En nuestro caso se tiene :5vigas1,500.00mm24,500.00mm200.00mm4.01E+11mm4550.00mm0.78RDC=51.318TNVIGAS INTERIORES0.597RDC=34.506TNVIGAS EXTERIORES0.468RDW=9.923TNVIGAS INTERIORESRDW=25.946TNVIGAS EXTERIORESCORTANTE POR CARGA VIVA EN VIGA INTERIORRPL=0.000TNVIGAS INTERIORESRPL=10.584TNVIGAS EXTERIORES17.482TNRLL =90.817TNVIGAS INTERIORES5.769TNRLL =47.427TNVIGAS EXTERIORES7.021TNCORTANTE POR CARGA VIVA EN VIGA EXTERIORRDC=85.82413.694TNRDW=35.8684.519TNRLL =138.2435.500TNRPL=10.5844.- Calculo de las Cortantes por Peso Propio, Peso muerto y Carga Peatonal :VIGA INTERIOR17.106TNCortante producido para cada viga.3.308TNCortante producido para cada viga.0.000TNCortante producido para cada viga.VIGA EXTERIOR17.253TNCortante producido para cada viga.12.973TNCortante producido para cada viga.5.292TNCortante producido para cada viga.5.- Calculo de la Cortante por Servicio :59.231TNVERIFICACION POR CORTANTELa fuerza cortante lo absorve el alma de la viga metlica, por lo tanto el esfuerzo actuante en la viga es :566.804KG/CM2el esfuerzo actuante se compara con el esfuerzo admisible, el cual es:834.900KG/CM2OK! CONFORMEDEFLEXIONES1.- Deflexin por Carga Muerta :; (Para Carga Distribuida); (Para Carga Concentrada)Donde :Deflexin de la Viga (CM.)Carga Distribuida (KG/CM.)Carga Concentrada en el punto medio de la luz (KG.)Longitud del Claro (CM.)Modulo de Elasticidad (KG/CM2.)Momento de Inercia (CM4.)Para nuestro caso P=0, ya que la viga se lanzar sin apoyo temporal.2.- Calculo de las Deflexiones por Peso Propio, Peso muerto y Carga Peatonal :13.964KG/CM10.590KG/CM4.320KG/CM2,450.000CM2,100,000.000KG/CM21,284,151.142CM41,781,152.972CM42.429CM1.328CM0.542CM3.- Deflexin por Carga Viva :Deflexin por sobrecarga (PULG.)Peso del Eje Frontal del Camin Tipo HL-93, afectado por factor de Concentracin e Impacto (KIPS.)Longitud del Claro (PIE)Modulo de Elasticidad (KSI)Momento de Inercia (PULG4.)2.558KIPS80.360PIE29,868.300KSI57,544.143PULG40.231PULGDeflexin producida por el Camin HL-93Dede cumplir :0