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DISEÑO DE CABLES PRINCIPALES
Y1
LH1 L LH2
DATOS:Longitud de torre a torre L= 120.00 mIngrese flecha del cable f= 1.25 mAltura del carro Hc= 2.00 mtsLongitud horiz. fiador izquierdo LH1= 3.00 mtsLongitud horiz. fiador derecho LH2= 3.00 mtsAltura péndola mas pequeña p= 0.00 mtsProfundidad anclaje izquierdo k1= 0.50 mtsProfundidad anclaje derecho k2= 0.50 mts
Altura del fiador izquierdo Y1 = 3.75 mAltura del fiador derecho Y2 = 3.75 m
Calculo del peso distribuido del puente por metro lineal:
Peso muerto 150.00 kg Sobrecarga 300.00 kg TOTAL CARGAS P= 450.00 kg
Pa= 3.75 kg/m
FACTOR SEGURIDAD 3N= f/L = 0.01
TENSION HORIZONTAL 5,400.00 kg
CABLE PRINCIPALTENSION EN ELCABLE PL^2*(1+16*N 5,404.69 kg Æ Area (cm2)
1/2" 0 1.33 TENSION Tu=FS*T 16.21 Tn 3/4" 1 2.84
7/8" 2 3.80 Ingrese el numero del cable a usar 1 1" 3 5.31
1 1/8" 4 6.61 Se usaran 0.68 cables 1 1/4" 5 8.04 1 3/8" 6 9.62 USAR 0.70 CABLES 01 por Banda 1 1/2" 7 11.34
H= PL2
8 f=
T= PL2
8 f√1+N2=
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1 5/8" 8 13.85 Indicar el número de cables a usar por banda: 1 3/4" 9 15.90
USAR 2 CABLES DE 1/2"Area = 5.68 cm2 por banda
DISEÑO DE CAMARA DE ANCLAJES
Para nuestro caso utilizaremos una cámara deconcreto ciclopeo sólida y utilizaremos una sólacámara para los dos grupos de cables
C A
BDATOS :Ancho camara anclaje A= 1.20 mtsLargo camara anclaje B= 1.20 mtsProfundidad camara anclaje C= 1.80 mts
2.30 Tn/m3
2.20 kg/cm2
ANGULOS FORMADOS EN EL PUENTE RADIANES GRADOS
0.04 2.390.90 51.340.90 51.34
Longitud del fiador izquierdo (L1) 4.80 mLongitud del fiador derecho (L2) 4.80 m
PRESIONES SOBRE EL TERRENO5.96 Tn
Tension Horizontal H = 5.40 Tn (para todo el puente)8.64 Tn6.75 Tn
Componente Vertical de la reaccion Rv=W-Tv1= -0.79 TnPresion máxima ejercida al suelo P=2*Rv/(A*B)= -0.11 kg/cm2 BIEN
ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTOEl coeficiente de seguridad de la camara al deslizamiento debe ser minimo 2por tanto debe resistir una tension horizontal doble
Rv=W - 2*Tv1 = -7.54 tonFuerza que se opone al deslizamiento Fd1= Uf*RV= -4.52 tonCalculo de empujes en la camara Peso especifico terreno b= 2.4 ton/m3Angulo de reposo f= 35 °
Peso especifico del concreto g =Capacidad admisible del suelo en zona de anclaje s =
Angulo con el cable principal a= Arc Tang (4f/L) =Angulo del fiador izquierdo a1= Arc Tang (Y1/LH1) =Angulo del fiador derecho a2= Arc Tang (Y2/LH2) =
Peso de la cámara de anclaje W=A*B*C*g =
Tension en el fiador T1=H/Cos a1 =Tension Vertical en el fIador Tv1=T1*Sen a1=
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Coeficiente friccion Uf 0.6
2.53 ton (caras laterales)Fuerza friccion que opone al deslizamiento Fd2=Uf*Ea= 1.52 ton
17.22 ton
Fuerza resistente total Frt = (Fd1+Fd2+Ep) = 14.21 ton
Se debe cumplir Frt >2H CONFORMEFrt= 14.21 ton2H= 10.80 ton
DISEÑO DE TORRES
DISEÑO DE CARROS DE DILATACIÓN
Peso propio de la jaula Wd= 1.25 kg/mPeso por lado 0.63 kg/mEmpuje Hpp=pl^2/8f 900.00 kg
Desplazamiento en cada torre por carga muerta
E= 2/3(2100000)= 1,400,000.00 kg/cm2A=seccion Total cable por banda 5.68 cm2D1= 0.22 cms Desplazamiento en portico izquierdo D2= 0.22 cms Desplazamiento en portico derecho
Desplazamiento maximo con sobrecarga y temperaturala tension horizontal maxima es 5,400.00 KgTension por lado H1= 2,700.00 KgEl desplazamiento sera
cc= 0.000012 t= 30 C*
D1= 0.95 cmLuego el desplazamiento neto es D=D1-D 1.00 cmLa plancha metalica debe tener un minim 1.00 cms a cada lado del eje de la torre
Presion vertical sobre la torre 6,975.00 Kg
Presion en cada columna 3.49 TnEesfuerzo admisible (Fa) 7.5 Tn/cm2 (sobre el rodillo)diametro de rodillos (d) 10 cmsNumero de rodillos (n) 1 u
Ancho de la platina(A)=760xP/(Fa^2nd) Presion en la plancha=P/ALA= 4.71 cms P= 21.80Dejando 2,5 cms de borde acada ladoAt=A+2*2,5 10.00 cmsLargo de platina=(n-1)*(d+1)+2*8= 16
Empuje activo Ea=1/2x b xC^2xTag(45-F/2)^2x2B=
Empuje pasivo Ep=1/2x b xC^2xTag(45+F/2)^2xA=
D1=Hpp L1 (Seca1)^3/EA (torre izquierdo)D2=Hpp L2 (Seca2)^3/EA (torre derecho)
D1=Seca1( cxtxL1+HL1x(Seca1)^2/(EA)
P=HxTg(a+a1)=
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Si la plancha superior se desplaza 1.00 cms La distancia extrema aumentara 2 cms a 3 cms
El momento que se produce en el volado sera =( M) =P/A*B M= 98.09 f= 8 cms
Radio de la parte curva C= 8r=(f^2+c^2)/(2 r= 8.00y=(r^2-^x^2)^ y= 7.42E`=f-(r-y)+2 E`= 9.42Considerando uan faja de 1 cm de ancho y el espesor en la seccion E`S=ab^2/6 S= 14.78 cm2R=M/S R= 6.64 kg/cm2 Ra= 2100
Es R<Ra CONFORMEEspesor de plancha inferior Si la plancha superior se desplaza 1.00 cms , los rodillos giraran 0.5la distancia al borde libre sera 2.5M=P*L^2/2 M= 68.12
Considerando el espesor de la plancha inferior = 3.8 cmsS=ab^2/6 S= 2.41 cm2R=M/S R= 28.30 kg/cm2
DISEÑO DE LAS TORRES
ESFUERZOS EN LA TORREEn el sentido longitudinal al puente, estan sometidas a esfuerzos verticales y horizontalesresultantes de las tensiones del cable y fiador
H H como la torre lleva carros de dilatación a a1 las dos tensiones horizontales son
V1 V2 iguales T Tf
cable fiador
eje de la torre
2.39 grados51.34 grados51.34 grados
TENSION HORIZONTAL Ht= 5,400.00 kg (para todo el puente)TENSION HORIZONTAL H= 2,700.00 kg (por cada lado)
TORRE IZQUIERDO TORRE DERECHO
Angulo con el cable principal a =Angulo del fiador izquierdo a1=Angulo del fiador derecho a2=
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0.11 ton 0.11 3.38 ton 3.38
V= V1 + V2 = 3.49 ton V= V1 + V2 = 3.49
Elegimos el mayor Reacción en la torre V= 3.49 tonAltura de la torre Ht= 3.25 m
ANALISIS DEL SENTIDO TRANSVERSAL AL PUENTE
Se analizará tratando la torre como un pórtico sometido a cargas verticales (V) y cargashorizontales producidos por el viento
Dimensiones de la columnaPeralte que se opone al viento Pc= 0.40 m
Esfuerzo de viento fv= 120.00 kg/m2Wv=fv x Pc = 48.00 kg/mWv1= Wv = 0.048 ton/mWv2=1/2Wv = 0.024 ton/m
V V
Wv1 Wv2
El cálculo del pórtico se realizará mediante el programa SAP 2000. Ver archivo de entrada y resultados
VERIFICACION DE SECCION DE COLUMNA
Momento máximo obtenido del análisis 5.00 ton-mCarga axial máximo del análisis 60.00 ton
Ver diagrama de interaccionLa sección pasa
VERIFICACION DE SECCION DE VIGA
F'c= 210.00 Kg/cm2d= 34.00 Cm.b= 25.00 Cm.Fy= 4200.00 Kg/cm2
Método de la roturaMu= 5.00 Ton-m.W= 0.097
V1=H tan a = V1=H tan a =V2=H tan a1 = V2=H tan a2 =
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As= 4.13 cm2Asmin= 2.05 cm2Usar:
VERIFICACION DE SECCION EN COLUMNA DE TORRE
POR FLEXION
D1 D2
L1 L L23.00 120.00 3.00
Se calculó anteriormente:D1= 0.22 cmD2= 0.22 cm 0.22 cm
La torre se calculará como una viga en volado
Modulo elasticidad material columna E= 220,000.00 kg/cm2Momento de inercia de la columna 160,000.00 cm4Altura de la torre 3.25 m
M= 2.23 ton-mMomento resistente sección columna en la base Mr= 90.00 ton-m
Mr>M BIEN LA SECCION PASA
POR FLEXO-COMPRESIONReacción en la torre V= 3.49 tonMomento en la base M= 2.23 ton-mUbicando dichos puntos en el diagrama de interaccion
Pasa la secciòn
La torre deberá soportar el desplazamiento D1 y D2 producido en el montaje
Se escoge el mayor D =
M=3 E I
Ht 2Δ
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f
Hc
R,E,R (TN) 19.80 23.75 32.13 41.71 52.49 64.47 77.54 91.80
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105.77 123.74
Para nuestro caso utilizaremos una cámara deconcreto ciclopeo sólida y utilizaremos una sóla
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como la torre lleva carros de dilataciónlas dos tensiones horizontales son
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ton ton ton
El cálculo del pórtico se realizará mediante el programa SAP 2000. Ver archivo de entrada y resultados