Puente Pretensado
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1.1.- NORMAS DE DISEÑOEl diseño estructural del puente se realiza en base a los reglamentos AASHTO-1996 (AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AN TRANSPORTATION OFFICIALS) para puentes.
1.2. DISEÑO PUENTE DE H°P° DE UN TRAMO DE UNA VIA DE LONG. TOTAL 50 m
1.2.1. GENERALIDADESLa estructura propuesta consiste en un puente de hormigón armado de un tramo de 50 m . teniendo una longitud total de 50 m total. de doble vía con un ancho de calzada de 8.0 m. y está conformado por: vigas postensadas, losa, bordillo, aceras, postes y pasamanos para la superestructura. El estribo es de hormigón ciclópeo vaciado en sitio que compone la infraestructura.
1.2.1.1- CARGAS CONSIDERADASLas cargas consideradas son el peso propio del hormigón armado .
Υ H A =24KN /m 3
La carga viva está constituida por el CAMIÓN TIPO HS-20, que posee las características siguientes Separación entre ejes: 4,3 - 9,10 m.
Carga por eje delantero: 36 kN. Carga por eje trasero: 144 kN. Luz cálculo del puente: 50.0 m. Ancho de calzada: 8.0 m.
1.2.1.2.- CARACTERÍSTICAS RESISTENTES DE LOS MATERIALESEl hormigón y el acero de construcción deben cumplir las siguientes especificaciones:
f'c = 21 MPa (Losa y Complementos)fy = 420 MPa ( Acero Normal)
1.2.2.DISEÑO DE LA SUPERESTRUCTURA DEL PUENTE.
1.2.2.1. CALCULO Y DISEÑO DE LA ACERA PEATONAL
1.2.2.1.1 PASAMANOS DE HORMIGÓN ARMADO
Se realizara una verificación considerando solo el eje gravitacionalSección cuadrada ( asumida): 12.5x15 cm. Separación entre postes: 2.00 m. Carga viva: 0.75 kN/m. Peso propio: 0.45 kN/m.
Mayorando cargas:
qu=1.3 (CM+1.67CV )
qu=1.3 (0.45+1.67∗0.75 )
qu=2.21KN /m
Suponiendo la baranda simplemente apoyada:
MU=q l2
8
MU=2.21∗22
8=1.10K−m
Vu=ql2
Vu=2.21∗22
=2.21Kn
Refuerzo por flexión:
b pas.h°a = 150 mm. rrecub . = 20 mm. d = 101 mm. Ф= 8 mm.
Probando con : 2 Ø8 área: 100.53 cm².
a=A s∗f y
0.85∗f 'c∗b
a= 100.53∗4200.85∗21∗150
=15.77mm
MU=∅∗A s∗f y∗(d−a2 )
M u=8∗100.53∗420∗(101−15.772 )=3.54 Km−m
3.54Kn−m>1.10Kn−mCorrecto
Por lo tanto se usara como refuerzo mínimo: E Ø6 c/15
verificación por cortante: Probando con : Ø6 área: 0.28 cm².
V C=√ f ' c6
bw∗d
V c=√216150∗101=11571.00N
∅V C=11571.00∗0.28=3239.88N3239.88N>2210N Correcto
1.2.2.1.2. POSTES DE LOS PASAMANOSMomentos respecto al punto "O"
M=2·P1·h1+2·P2·h2+2·P3·b1+2·P4·b1
DATOSP1= 0.75 kN/m.P2= 0.75 kN/m. M = 1.87 kN-m.P3= 0.75 kN/m. Mu = 1.3·(1.67·M)P4= 0.75 kN/m. Mu = 4.06 kN-m.h1= 0.821 m. .h2= 0.376 m. V=2*P1+2*P2b1= 0.025 m. V = 3.0 kN.
Vu =1.3·1.67·V
Vu = 6.5 kN.
Refuerzo por flexión:rec = 25 mm.d = 163 mm.b = 200 mm.φ = 12 mm.
Probamos con: 2 Ø12 As = 226.19 mm².
a=A s∗f y
0.85∗f 'c∗b
a= 226.19∗4200.85∗21∗200
=26.61mm
MU=∅∗A s∗f y∗(d−a2 )
M u=12∗226.19∗420∗(163−26.612 )=12.09Km−m
12.09Kn−m>4.06Kn−mCorrecto
Utilizar : 2 Ø12verificación por cortante:
Probando con : Ø6 área: 0.28 cm².
V C=√ f ' c6
bw∗d
V c=√216200∗163=24898.6 N
∅V C=24898.6∗0.28=6971.6N6971.6N>6500N Correcto
Por lo tanto el refuerzo mínimo será: E ¢ 6 c/15
1.2.2.1.3. ACERA PEATONAL Peso propio pasamanos de H°A
P = 0.45 kN/m.
Peso propio postes
P = 0.6912 kN/m.
Carga distribuida pasamanos y postes
PP=Ppasamanos+Ppostes
Separacion
PP=0.45+0.69122.00
=0.7956KN /m
Momento por carga muerta respecto al punto "O"Longitud de la losa B: 600 mm.Asumimos un espesor de e: 150 mm.Mcm = 0.79 kN-m.
Momento por carga viva respecto al punto "O"qa = 4.15 kN/m².Pasamanos = 1.50 kN/m².Postes = 2.25 kN/m².Mcv = 3.31 kN-m.
Momento por impacto
M i=0.30M cv
M i=0.30∗3.31=0.9993KN−m
Momento MayorandoMu = 1,3 * (Mcm + 1,67 * (Mcv + Mi)) Mu = 10.29 kN-m.
Refuerzo por flexióne = 150 mm.rec = 25 mm.d = 120 mm.b = 1000 mm.
Probando con: Ø10 c/20 área: 393 mm².
a=A s∗f y
0.85∗f 'c∗b
a= 393∗4200.85∗21∗1000
=9.24mm
MU=∅∗A s∗f y∗(d−a2 )
M u=10∗393∗420∗(163−9.242 )=16.18Km−m
16.18Kn−m>10.29Kn−mCorrecto
Acero mínimo por agrietamiento:
f'c = 21 N/mm².b = 1000 mm.h = 120 mm.
f r=0.63∗√ f ' c
f r=0.63∗√21=2.887N /mm2
MCR=1.2∗(b∗h2 )∗f r
6
MCR=1.2∗(1000∗1202 )∗2.887
6=8314625N−mm
Mcr = 8.31 kN-m.
M u=1.2∗M cr
M u=1.2∗8.31=9.98 kN−m
Asmin = 225 mm². < As = 392.70 mm².
Acero de distribución Lc = 4.50 m.
D=0.552√LC
D= 0.552√4.50
=0.26<0.5Correcto
Asdist = 0,5*As = 196.35 mm².
Asdist = Ø 10 c/40
1.2.2.1.1. BORDILLO
Momento torsor por carga muerta
TD = 1.26 kN-m.
Momento torsor por carga viva
TL = 4.62 Kg-m.
Momento torsor por impacto
Ti = 0.30*Tl
Ti = 0.30*4.62 Kg-m
Ti = 1.386Kg-m
T u=1.3∗(T D+1.67∗(T l+T i ))T u=1.3∗(1.26+1.67∗(4.62+1.386 ) )
T u=14.69kN−m
Refuerzo por torsorbw = 200 mm. Pcp = 1300 mm.h = 450 mm. Acp = 90000 mm².rec = 25 mm. Ph = 1100 mm.¢ = 10 mm. Aoh = 60000 mm².d = 425 mm.
La torsión se ignora si:
T u≤∅√ f 'c12
∗[ ( ACP)2
PCP]
T u≤10√2112
∗[ (90000 )2
1300 ]=2.3kN−m
14.69 kN-m < 2.3 kN-m re
Refuerzo transversal (estribos)
A t
s=
T u
2∗∅∗Ao∗¿∗f y¿
A t
s= 14.692∗10∗6000∗420
A t
s=0.0448
Si tomamos: S = 16 At = 7.176 Ø10 c/ 16
Calculo del refuerzo longitudinal:
AL=AT
S∗PH
AL=7.17616
∗1100=493.35mm2
Refuerzo mínimo Longitudinal
ALmin=5√ f ' c∗Acp
f y
−( At
S )∗Ph
ALmin=5√21∗90000
420−( 7.17616 )∗1100
Almin = 30.38 cm2 < 493.3 mm². Correcto
Usar : 5 Ø12 As = 565.5 mm².
Refuerzo mínimo por flexión
A smin=1.4f y
∗by∗d
A smin=1.4420
∗200∗425=283.33mm2
Usar : 3 Ø12