Puente L=12 (La Bélgica - Urubó)

Proyecto : Estudio de Diseño Final Puente La Bélgica - Urubó

Modulo: : Caracteristicas de Diseño

Cliente : Gobierno Municipal de Colpa Bélgica

Calculo : Revisado por: Fecha : Abril del 2009

1.- CARACTERISTICAS GENERALES DE CALCULO1.1.- PUENTE:

- Tipo de Puente: Puente de un tramo isostatico consistente en:

losa de hormigón armado vaciado sobre vigas de Hº Aº

Apoyadas sobre dos estribos con Pilotes

- Longitud total del Puente = 12.0 [m]- Longitud entre ejes del Puente = 8.00 [m]- Luz Libre de tramos = 7.60 [m]- Ancho de via = 4.00 [m]- Nº de Vigas del Puente = 2.00 [m]

- Angulo de esviaje = 0.00 [grados]- Camión Tipo de diseño = MS18

2.- CARGA VEHICULAR DE DISEÑO

2.1.- CAMION DE DISEÑO MS18- Peso del camion MS18 = 324.0 [KN]- Numero de ejes de Ruedas = 3.00- Separacion entre ejes = 4.30 [m]- Carga de ejes traceros (2* P) = 144.0 [KN]- Carga de eje delantero (2* P/4) = 36.00 [KN]- Separacion entre ruedas = 1.80 [m]- Separacion entre camiones = 1.20 [m]

2.2.- CARGA EQUIVALENTE MS18- Carga distribuida = 9.35 [KN/m]- Carga concentrada (momento flector) = 80.00 [KN]- Carga concentrada (esfuerzo cortante) = [KN]116.00

324

User

Sello


Modulo: :Diseño de Barandas y Postes



3.- BARANDADO

3.1.- CARGA DE DISEÑO EN PASAMANOS

- Carga viva de diseño en pasamanos = 0.75 [KN/m](Px horizontal, Py vertical)

- Separacion entre postes = 2.13 [m]- Peso Especifico del Hº = 24.00 [KN/m3]- Sección de Pasa mano : a= 0.125 b= 0.150 [m]- Peso de pasamanos por metro = 0.45 [KN/m]- Peso de pasamanos = 0.87 [KN]

3.2.- SOLICITACIONES DE DISEÑO 3.2.1.- MOMENTO FLECTOR

- Momento por Carga permanente (Mcp) = 0.20 [KN m]- Momento por sobrecarga (Msc) = 0.34 [KN m]- Momento de diseño (Mu)

1.3*(Mcp+1.67 Msc) = 1.00 [KN m]

3.2.2.- ESFUERZO CORTANTE

- Cortante por Carga permanente (Vcp) = 0.48 [KN]- Cortante por sobrecarga (Vsc) = 0.80 [KN]- Cortante de diseño (Vu)

1.3*(Vcp+1.67 Vsc) = 2.36 [KN]

3.3.- ARMADURA REQUERIDA PARA PASAMANOS3.3.1.- MATERIALES

- fci' = 20.00 [MPa]- fy = 420.0 [MPa]- base = 15.00 [cm]- Altura = 12.50 [cm]- Canto útil = 11.00 [cm]

3.3.2.- ARMADURA DE CALCULO

µ = 0.036 < 0,392 a/d = 0.037 As = 0.280

- Armadura por Flexión = 0.280 [cm2]

- Armadura por Corte = No requiere

3.3.3.- ARMADURA ADOPTADA

- Armadura por Flexión = 4 Ø 10- Armadura por Corte = Est. Ø6c/20

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Sello


Modulo: :Diseño de Barandas y Postes



4.- POSTES

4.1.- SOLICITACIONES DE DISEÑO

- Secciónes del Poste: Sup.= 0.12 inf.= 0.20 Alt.= 0.90 esp= 0.20 [m]

4.1.1.- MOMENTO FLECTOR (EN LA BASE)

- Peso de poste por metro lineal = 0.36 [KN/m]- Momento P.propio postes + pasamanos = 0.10 [KN m]- Momento por sobrecarga = 0.89 [KN m]- Momento de diseño = 2.06 [KN m]

4.1.2 ESFUERZO CORTANTE

- Cortante por Sobrecarga = 3.20 [KN]- Cortante de diseño = 6.94 [KN]

4.2.- CALCULO DE ARMADURA EN POSTESMATERIALES

- fci' = 21.00 [MPa]- fy = 420.0 [MPa]- base = 20.00 [cm]- Altura = 20.00 [cm]- Canto útil = 18.50 [cm]


µ = 0.019 < 0,392 a/d = 0.019 As = 0.297- Armadura por Flexión = 0.441 [cm2]

- Armadura por Corte = No requiere

4.2.2.- ARMADURA ADOPTADA

- Armadura por Flexión = 2 Ø 10- Armadura por Corte = Est. Ø8c/20

1 4 Ø10

7 Est Ø8

5 Est Ø8

2 Est Ø6 c/20

1 4 Ø10

3 2 Ø10

4 Est Ø8

6 Est Ø8

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Sello


Modulo: :Diseño de Aceras



5.- ACERAS

CASO I CASO II

5.1.- CARGAS ACTUANTES- Ancho de Acera = 0.65 [m]- Espesor de la acera = 0.15 [m]

5.2.- CARGAS PERMANENTES

- Barandado y Postes = 1.26 [KN/m]- Acera = 3.60 [KN/m]- Carga permanente = 4.86 [KN/m]

5.3.- CASO I ( SOBRECARGA PEATONAL EN ACERAS)SOLICITACIONES DE DISEÑO

5.3.1.- MOMENTO FLECTOR

- Momento por Carga permanente = 0.93 [KN m]- Momento por sobrecarga = 1.73 [KN m]- Momento de diseño = 4.96 [KN m]


- Cortante por Carga permanente = 4.86 [KN]- Cortante por sobrecarga = 2.33 [KN]- Cortante de diseño = 11.37 [KN]

5.4.- CASO II ( CARGA ACCIDENTAL DE RUEDA EN ACERA)SOLICITACIONES DE DISEÑO

5.4.1.- MOMENTO FLECTOR

- Momento por Carga permanente = 0.93 [KN m]- Ancho de distribución E = 1.42 [m]- Momento p/sobrec. Vehicular = 17.75 [KN m]- Impacto, I 0.39 >0,30 = 0.30- Momento de diseño = 31.20 [KN m]


- Cortante por Carga permanente = 4.86 [KN]- Cortante por sobrecarga = 50.70 [KN]- Cortante de Diseño = 92.0 [KN]

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Modulo: :Diseño de Aceras



5.5.- CALCULO DE ARMADURA EN ACERA

MATERIALES

- fci' = 21.00 [MPa]- fy = 420.0 [MPa]- base = 100.0 [cm]- Altura = 15.00 [cm]- Canto Util = 13.00 [cm]

5.5.1.- SOLICITACIONES DE DISEÑO

Momento ultimo de diseño = 31.20 [KN m]Cortante ultimo de diseño = 92.01 [KN]


µ = 0.1149 a/d = 0.122 A = 6.763

- Armadura por Flexión = 6.76 [cm2]- Diametro Utilizado (8,10,12,16)= 12 cada/ 17 cm.- Armadura por Corte = No requiere

5.5.3.- ARMADURA PRINCIPAL ADOPTADA

- Armadura por Flexión = Ø 12c/16- Armadura por Corte = No requiere

5.5.4.- ARMADURA DE DISTRIBUCION

- Porcentaje de armadura de distrib. = 151.32 %- Adoptamos = 67.00 %

- Armadura de distribución = 4.53 [cm2]- Armadura de distribición = 5 Ø10c/15

5.5.5.- ARMADURA EN VIGA DE BORDILLO

- Cuantia mínima Paralelo al eje = 3.30 [cm2]- Adoptamos Armadura de Flexión = 3 Ø12- Armadura de Piel = 4 Ø10

10 4Ø10

11 3Ø12

12 2Ø10

9 7Ø10

8 Ø12c/15

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Modulo: :Diseño de Losa y Diafragmas de Hormigón Armado



6..- DISEÑO DE LOSA DE HORMIGÓN ARMADO

6.1.- DETERMINACION DE LONGITUD ENTRE APOYOS6.1.1.- FRACCION DE CARGA

- Tipo de Viga Hº Armado (T) = T

- Numero de Fajas de Trafico = 1- Para s = 2.50 [m]- distancia de viga a bordillo a = 0.75 [m]- Fraccion de carga exterior = 1.40- Fraccion de carga Inferior = 1.40

6.1.2.- ESPESOR DE LOSA- Ancho del alma en la Viga = 0.30 [m]- Ancho de la cabeza de Viga (be) = 2.50 [m]- Longitud de calculo (S-be) = 0.00 [m]- Espesor de losa (Lc+3.05)/30 ;(simplem. Apoyado) = 0.18 >=0.16 [m] (según Norma)- Espesor adoptado = 0.20 [m]

6.2.- SOLICITACIONES DE DISEÑO, LOSA INTERIOR Y EXTERIOR

6.2.1.- MOMENTO FLECTOR POR CARGA PERMANENTE Momentos

LOSA EXTERIORCargas por peso propio de la acera

- Aceras = 2.34 [KNm/m]- Bordillo = 0.72 [KNm/m]- Losa = 3.48 [KNm/m]

Total = 6.54 [KNm/m]

- Momento por carga permanente = 4.29 [KNm/m]- Ancho de distribucion = 1.38 [m]- Momento por carga viva + impacto = 20.34 [KNm/m]

PP

fe

s+a-2.4

s= 2.50 m. aa

User

Sello





PP

fe

s+a-2.4

s= 2.50 m. aa

- Momento por choque = 2.99- Momento Ultimo = 56.23 [KNm/m]

Area de Armadura de losa exterior = 9.86 cm2 f 12 c/10 cm.f 12 c/11.5 cm.

Armadura de distribucion = f 10 c/10 cm.

LOSA INTERIOR- Momento por carga permanente = 2.56 [KNm/m]- Momento por carga viva + impacto = 26.98 [KNm/m] 0.1126

Momento Ultimo = 61.90 [KNm/m] 0.1198

Area de Armadura de losa interior = 9.42 cm2 f 12 c/9 cm. 9.4155

Armadura de distribucion = 6.31f 10 c/10 cm.

7.- DISEÑO DE DIAFRAGMA7.1.- CARGA EN DIAFRAGMA

- Nºde tramos en el Diafragma = 1- Longitud entre diafragmas Ld>8.6m<12m. = 8.00 [m]- Distancia del Momento Maximo s/Courbon (x) = 0.00 [m]- Reacción del Diafragma ( R ) = 103.95 [KN]- Peso Propio del Diafragma = 6.51 [KN/m]- Momento por Peso Propio = 5.09 [KN*m]- Momento por Carga Vehicular = 64.97 [KN*m]- Momento por Cv+I = 84.46 [KN*m]- Momento de Diseño = 190.0 [KN*m]

- Cortante por peso Propio = 8.14 [KN]- Cortante por Carga Vehicular = 133.06 [KN]- Cortante por Cv+I = 173.0 [KN]- Cortante de Diseño = 386.1 [KN]

PP

fe

s+a-2.4

s= 2.50 m. aa

X

A

C B

A

Y2

Y3Y4

Y5

FY1

J2

J3J4

X

User

Sello





PP

fe

s+a-2.4

s= 2.50 m. aa

7.2.- CALCULO DE ARMADURA EN EL DIAFRAGMA

7.2.1.- MATERIALES

- fci' = 20.00 [MPa]- fy = 420.0 [MPa]- base = 20.00 [cm]- Altura = 45.0 [cm]- Canto Util = 40.0 [cm]- Ancho efectivo T (Be) = 200.00 [cm]

7.2.2.- SOLICITACIONES DE DISEÑO

Momento ultimo de diseño = 190.0 [KN*m]Cortante ultimo de diseño = 386.1 [KN]


µ = 0.0524 α= 0.067 β= 0.973∂ = 4.8263 < 3Mpa.

- Armadura por Flexión = 13.36 [cm2]- Armadura por Corte S = 15 = 3.86 [cm2]

7.2.4.- ARMADURA PRINCIPAL ADOPTADA

- Armadura por Flexión adoptada = 13.41 [cm2] 3 Ø16 - Armadura Superior 30% Arm de Flexión = 4.02 [cm2] 2 Ø12 - Armadura por Corte = 3.86 [cm2] 2Ø8 c/15- Armadura de Piel 20% A.principal = 2.68 [cm2] 2x2 Ø8c/30

PP

fe

s+a-2.4

s= 2.50 m. aa

User

Sello


Modulo: :Diseño de Vigas de Hormigon Armado



8.- DISEÑO DE VIGAS DE HORMIGON ARMADO

8.1.- LONGITUD DE CALCULO

- Longitud de Cálculo = 12.00 [m]

8.2.- CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LA VIGA

- Ancho de compresion de Viga = 2.20 [m]

- Ancho de alma de la viga = 0.25

- Altura Util Calculada de viga = 0.56 [m]

- Altura Total Adoptada de la viga = 0.65 [m]

- Area = 0.11 [m^2]

8.3.- TIPOS DE HORMIGON

- Hormigon en losas tipo A = 21.00 [MPa]

8.4.- CARACTERISTICAS DEL ACERO

- Acero de refuerzo grado 60 = 420.00 [MPa]

8.5.- CARGA DE DISEÑO

8.5.1.- CARGA VEHICULAR

- Peso especifico del hormigon = 24.00 [Kn/m3]

- Fraccion de carga en vigas = 1.40

- Fraccion de carga viva por impacto = 0.30

8.5.2.- CARGAS PERMANENTE

- Postes y pasamanos = 0.81 [KN/m]

- Aceras = 1.62 [KN/m]

- Bordillos = 2.16 [KN/m]

- Losa = 9.60 [KN/m]

- Carga de peso propio = 3.36 [KN/m]

- Total cargas permanentes = 17.55 [KN/m]

- Carga de Diafragma = 0.00 [KN]

8.5.3.- MOMENTO POR CARGAS PERMANENTES

- Momento por Cargas permanentes = 140.38 [KN/m]

(limite de fluencia)

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Sello


Modulo: :Diseño de Vigas de Hormigon Armado



8.5.4.- MOMENTO POR CARGAS VIVAS

- Momento por tren de cargas+ impacto = 276.49 [KN/m]

8.6.- DISEÑO DE ARMADURAS A FLEXION EN VIGAS

- Momento ultimo de diseño = 782.77 [KN/m]

Area Necesaria = 34.42 cm2

Armadura Adoptada = 8 Ø 25

8.7.- DISEÑO DE ARMADURAS A CORTE EN VIGAS

- Area del diagrama de corte = 3.20 [KN]

- Cortante por peso propio = 56.15 [KN]

- Cortante por carga viva+impacto = 165.11 [KN]

- Cortante ultimo de diseño = 431.45 [KN]

- Mu en la secc. de corte máximo = 346.41 [KN/m]

8.8.- CORTANTE ULTIMO (Vu)

- Vu = 1.3*(Qv+QL,diaf+Qac,bar+1.67*Qcv) = 431.45 (KN)

- Vs = Vu/0.85-Vc = 385.09 (KN)

8.9.- DETERMINACION DE LA ARMADURA

- Av = Vs*S/(Fy*d) = (S)

- Amin =0.345*b'*S/Fy = (S)

- Utilizamos Estribos Minimos de Ø10 = (m2)

- S = Ø10/Av = (cm)

- S max = < 0.375*h , 0.30 m = (m)

- Armadura Adoptada = en los extremos

en el centro

1.67E-03

Ø 10c/20Ø 10c/10

1.48E-04

1.57E-04

10.00

0.30

PP

User

Sello


Modulo: :Reacciónes de Estribos



9.- CALCULO DE REACCIONES DE LA SUPERESTRUCTURA

- Pt = ((Gv+Glosa+Gac+Gb+Gp)*L + Gd*#d)* #VigasSiendo

- Pt = Peso total de la Superestructura- Gv = Peso de la Viga de Hormigon Armado = 6.12 [Kn/m]- Gln = Peso de la losa = 10.56 [Kn/m]- Gac = Peso de Aceras y Bordillos = 3.78 [Kn/m]- Gb+Gp = Peso del Barandado y pasamanos = 0.81 [Kn/m]- L= Luz del tramo isostático = 12.00 [Kn/m]- Gd = Peso de Diafragmas = 0.00 [KN]- #d = Nº de Diafragmas = 2.00

Pt = 340.29 [KN]9.1.- REACCIÓN DE LA CARGA MIUERTA SOBRE EL ESTRIBO / Viga

- Rcm = Pt/(2*Nº de Vigas) Siendo

Rcm = 85.07 [KN]

Del diagrama de Infuencias:

- Rcv = 207.90 [KN]/faja- Req = 153.40 [KN]/faja

9.2.- REACCIÓN CARGA VIVA SOBRE EL ESTRIBO p/viga

- Rcv = Mayor(Rcv,Req)/a- Rcv = 103.95 [KN]

9.3.- MOMENTO TRANSVERSAL P/CARGA VIVA- Mtcv = Rcv* X - Mtcv = 51.98 [KN*m]

9.4.- REACCIÓN TOTAL SOBRE EL ESTRIBO / viga- Rte = Rcm + Rcv + Mtcv/(S*#Fajas)- Rte = 209.81 [KN]

Adoptamos Rte = 210.00 [KN]

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Modulo: :Diseño de Neopreno Compuesto



10.- DISEÑO DE APARATOS DE APOYO DE NEOPRENOAPOYO ELASTOMERICO CON TENSION MAXIMA DE 13 [Mpa]

- Tension de diseño(apoyo elastoméricos)= 10.00 [MPa]

10.1.- REACCION VERTICAL EN APOYO

- Reaccion V,por carga permanente = 85.07 [KN]

- Reaccion V,por camión tipo MS18 = 207.90 [KN]

- Reacción V,por carga equivalente = 153.40 [KN]

- Reaccion vertical sobre el apoyo = 292.97 [KN]

10.2.- REACCION HORIZONTAL EN APOYO

- Reaccion H, de frenado = 8.02 [KN]

- Viento longitudinal = 6.77 [KN]

- Fuerza sismica = 34.03 [KN]

- Reaccion horizontal sobre el apoyo = 48.82 [KN]

10.3.- DETERMINACION DE DIMENSIONES

- Area total requerida = 0.03 [m2]

- Dimensión menor a = 0.17 [m]

- Dimenión menor adoptada a = 0.20 [m]

- Espesor unitario(0.8,1.0,1.2cm) = 1.20 [cm]

- verificacion 12<a/e<22 = 16.67 OK

- fatiga admisible de diseño <13Mpa = 10.00 [MPa]

- Area requerida para en neopreno = 0.03 [m2]

- Dimension b = 0.15 [m]

- Dimesión adoptada b = 0.20 [m]

- Fatiga media< Fat.adm diseño = 7.32 [m]

- Modulo Elast.Transversal(0.8-1.0) = 1.00 [MPa]

10.4.- DISTORSION POR INFLUENCIA INSTANTANEA

- distorsion inluencia instantanea = 1.20 < 1.20

10.5.- DETERMINACION DEN NUMERO DE PLACAS

- Deformación horizontal Estimada = 2.50 [cm]

- Altura h = 2.08 [cm]

- Numero de placas = 2.00

Altura total de neopreno

h = 2.70 [cm]

Se tiene:

2 placas de neopreno de 1.2 cm

1 chapa metalica de 0.3 cm

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Modulo: :Diseño de Cabezal de pilotes y Pilotes



11.- DIMENSIONAMIENTO DEL CABEZAL

11.1.- CALCULO DE LA CARGA N - N = Rte*2/L+Ge

Siendo- N = Carga total sobre el cabezal en el tramo más solicitado [Kn/m]- Rte = Reacción total sobre el estribo/viga = 210.00 [Kn]- L = Longitud de acción de Rte = 1.20 [m]- Ae = Area transversal central del estribo = 3.16 [m2]- Ge = Peso total del estribo en la zona más solicitada = 75.84 [Kn/m]

N = 468.42 [KN/m]Adoptamos N = 470.00 [KN/m]

11.2.- RIGIDEZ DEL CABEZALv ≤1.5 * h

Donde: - v = Vuelo del cabezal = 0.65 m- h = Altura del cabezal = 0.60 m

0.65 m ≤ 0.90 m CUMPLE CON LA CONDICIÓN

11.3.- CARGA SOBRE PILOTES

= 5.613 [m4] = 0.22 [m] = 0.70 [m]

N = 470.00 [KN]n = 3

P1 = 169.56 [KN]P2 = 169.56 [KN]

P3 = 169.56 [KN]

0.60

0.850.85

0.300.30

0.40

0.90

1.30

0.60

N

v

1

1

0.15 a

2.30

0.40

x

iy

y

ix

iI

ye

I

xe

nNP

1

x

iy

y

ix

iI

ye

I

xe

nNP

1

x

iy

y

ix

iI

ye

I

xe

nNP

1

x

iy

y

ix

iI

ye

I

xe

nNP

1C.G.

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Sello

11.4.- VERIFICACION DE VIELA

Donde:- g = Factor de mayoración = 1.96- V = Carga sobre cada pilote = 0.17 [MN]

= 0.06 f ck + 0.7 - = Base de cálculo = 1.00 [m]- d = Altura de cabezal = 0.6 [m]- f ck = Resistencia característica del Hº = 20 [MN/m2]

0.5539 ≤ 4 CUMPLE CON LA CONDICIÓN

q = γ h

Donde:- q = Peso propio del cabezal

- γ = Peso especifíco del Hº = 2.50 [t/m3]- h = Altura del cabezal = 0.60 [m]- = Base de cálculo = 1.00 [m]

q = 1.5 t/m

11.5.- CALCULO DE LOS ESFUERZOS EN LA SECCION 1-1

Donde:- q = Peso propio del cabezal = 1.5 [t/m]- Lv = Longitud de volado = 0.94 [m]- P = Carga sobre los pilotes = 169.56 [KN] = 16.96

Mq = 0.663 [t-m]

MP = 21.87 [t-m]

M(1-1) = MP-Mq M(1-1) = 21.21 [t-m]

Q = P - q*Lv Q = 15.55 [t]

11.6.- CALCULO DE LA ARMADURA DEL CABEZAL

Donde: Aº = Armadura principal- = Coeficiente de mayoración = 1.6- d = Altura útil = 55 [cm]- = Resistencia de diseño del acero = 4348.0 [Kg/cm2]

Aº= 13.6845 [cm2]

2.01 cm2 S = 14.69 [cm]

f16 c/8 cmAºs = 0.1 Aº Aºs = 1.36845 [cm2] (Armadura superior)

2.01 cm2 S = 146.88 [cm]

f16 c/8 cm

Si consideramos 1f16 A16 =

Asumimos :

Si consideramos 1f16 A16 =

Asumimos :

q

P1

tk

w

fdb

V2

.

g

tk

w

fdb

V2

.

g

tk

w

fdb

V2

.

g

tk

w

fdb

V2

.

g

tk

w

fdb

V2

.

g

2

2

v

q

qlM

3*43.0*PMP

yd

f

fd

MA

**875.0

*º

)11(

g

yd

f

fd

MA

**875.0

*º

)11(

g

yd

f

fd

MA

**875.0

*º

)11(

g

Donde:- = Ancho estribo = 60 [cm]- = Altura del cabezal = 60 [cm]- = Resistencia de diseño del Hormigón = 133 [Kg/cm2]- d = Altura útil = 55 [cm]- Lv = Longitud de volado = 94.00 [cm]- V = 15.55 [t] = 15546 [Kg]

= 115 [cm]

5.77 [Kg/cm2]

15546 < 78613 CUMPLE CON LA CONDICIÓN

12.- DIMENSIONAMIENTO DE PILOTES

Carga del pilote más desfavorable: P2 = 16.96 [t] = 169.56 [Kn]

De la tabla "Capacidad de carga por unidad de long. De pilote del libro "Puentes" de H.Belmonte tomando las recomendaciones en la misma tenemos para un diametro de 40 cm una carga por unidad de longitud igual a :

Para arcilla gris : 33/1.20 = 27.5 (KN/m)

Asumimos Carga/m = 27 (KN/m)

L = 169.56/25 = 6.28 [m] Asumimos L = 6.50 m

d

lfdbV v

vd5

13 22

cdvd ff 5.0 2d

2b

dbb O 2

dbb O 2

cdf

vdf

Puente L=12 (La Bélgica - Urubó)

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