Puentes de Contrafuerte

Cucharán Entidad: GOBIERNO REGIONAL DE HUANCAVELICA

Acoria Responsable: OFICINA REGIONAL DE ESTUDIOS DE PRE INVERSIÓN

Huancavelica Tipo: SECCION COMPUESTA

Huancavelica

DATOS DE DISEÑO

Cargas y otros: Predimencionado del Muro :

Reaccion del Puente (PP): 181.46 Tn Ancho de Cajuela (a) = 0.800m

Reaccion por S/C: 23.00 Tn Ancho de Parapeto (b) = 0.25m

Fza. Sismo: 7.00 Tn Ancho (l) = 0.30m

Ancho del Puente: 5.70 m Ancho (m) = 0.40m

Longitud del Puente: 35.00 m Ancho (n) = 0.10m

Nº de Vias: 1.00 Ancho (k) = 0.45m

Nº de Estribos: 2.00 Altura de Cajuela (c) = 1.75m

Altura (d) = 0.40m

Suelo : Altura (e) = 0.60m

Peso especifico terreno ( 2.60 Tn/m3 Altura (f) = 3.35m

Capacidad Portante Suelo ( t) : 40.00 Tn/m2 Peralte de Zapata (hz) = 0.50m

Coef. de fricción suelo estructura : 0.00 H = 6.60m

Dist. Eje Apoyo a Parapeto (x) = 0.50m

Relleno : Altura Fza Frenado (y) = 1.80m

Angulo de friccion interna (Ør): 30° Talon Anterior (z) = 2.00m

Peso especifico terreno ( r 2.00 Tn/m3 Talon Posterior (t) = 3.50m

f'c : 280 kg/cm2 B =z+t+k+m 6.35m

f'y : 4200 kg/cm2 Recubrimiento Zapatas = 0.075 m

FSV : 2.0 Recubrimiento Muro = 0.040 m

FSD : 1.5 (Flexion) Ø = 0.90

(Corte) Ø = 0.85

s/c : 0.600Tn/m S' = 2.700 m

Peso especifico C°A° ( 2.40 Tn/m3 Si :

Coeficiente de fuerza de friccion (f): 0.40 fy = 4200 kg/cm2

Es = 2100000.00kg/cm2

Angulo Contrafuerte ( º) = 25 f'c = 210 kg/cm2

Ec = 217000.00kg/cm2

h1 = 6.10m

A).- Estribo sin puente y con relleno sobrecargado.

* Altura Equivalente de S/C (h'):h' = (s/c)/ r = 0.30 m

ESTUDIO DE PRE INVERSIÓN A NIVEL DE PERFIL: "INSTALACIÓN DEL PUENTE CUCHARÁN, DISTRITO DE ACORIA,

PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUANCAVELICA" ALTERNATIVA I

VERIFICACION DE ESTABILIDAD EN ESTRIBOS CON CONTRAFUERTE

Localidad:

Distrito:

Provincia:

Departamento:

Par

1

23 54

B

bn

H

c

hz

f

d

e

ml

a

D+L+S

8

7

6

9

Contrafuerte

Lf (Fuerza Frenado)

H/2

H/3

Ps/c

Pa

10

11

z k

y

xc/2

EQ (Carga Sismo)

S/C Vehicular

A

dar

smax

smin




Huancavelica




Localidad:

Distrito:

Provincia:

Departamento:

1.- Empuje de Tierras:

C=tan2(45°-Ø/2) = 0.33

Par = 0.5*( r*H*(H+2h'))*C = 20.592 Tn/m

2.- Punto de Aplicación de Pa:

dar=H/3*((H+3h')/(H+2h')) = 2.29 m

3.- Fuerzas Verticales Estabilizadoras:

ZONA Fi (Tn) Xi (m) Mi (Tn*m)

1 1.050 3.08 3.23

2 1.008 2.68 2.70

3 0.216 2.35 0.51

4 0.58 2.65 1.53

5 0.42 2.97 1.25

6 0.21 3.08 0.65

7 1.809 2.300 4.16

8 3.22 2.65 8.52

9 2.35 3.03 7.09

10 38.43 4.78 183.50

11 7.62 3.18 24.19

Pav 20.59 2.29 47.19

TOTAL 77.492 284.52

Xv = ΣMi/ΣPi = 3.67 m

z = (Par*dar)/ΣFi = 0.609 m

e = (B/2)-(Xv-z) = 0.112 m

B/6 = 1.058 m

Consideraciones de A (Ancho de Estribo para analisis):

A = 1m (Longitud de analisis.)

Fv = ΣFi

4.- Chequeos :

Chequeo de compresiones y tracciones:

ρ = (Fv/(A*B)*(1+(6*e/B)) = 13.50 Tn/m2

Esfuerzo de compresion del concreto :

fc = 0.4*f'c = 1120 Tn/m2

por lo tanto:

ρ < fc OK

Chequeo al volteo :

FSV = ΣMi/(Par*dar) = 6.03 > 2 OK

Chequeo al deslizamiento Horizontal:

FSD = ΣFi*f/Par = 1.51 > 1.5 OK

B).- Estribo con puente y con relleno sobrecargado.

1.- Reaccion del puente por ml (R1D):

R1D = 31.835 Tn/m

2.- Rodadura (R2) Fuerza Horizontal:

R2r = 5%*s/c equivalente camion HS-20 = 0.128 Tn/m

3.- Reaccion por s/c (R3L)

R3L = 4.035 Tn/m

4.- Sismo (R4S), Fza Horizontal:




Huancavelica




Localidad:

Distrito:

Provincia:

Departamento:

R4S = 1.228 Tn/m

5.- Fuerzas Verticales:

Fi (Tn) Xi (m) Mi (Tn*m)

R1 31.835 2.55 81.179

R3 4.035 2.55 10.289

ΣPI 77.492 3.67 284.516

TOTAL 113.362 375.985

Xv = ΣMi/ΣPi = 3.317 m

6.- Fuerzas Horizontales:

Fi (Tn) Xi (m) Mi (Tn*m)

Par 20.592 2.29 47.190

R2r 0.128 8.40 1.076

R4S 1.228 5.73 7.031

TOTAL 20.720 55.297

Yv = ΣMi/ΣPi = 2.669 m

7.- Punto de aplicación de la resultante:

z = ΣMi/ΣFi = 0.488 m

e = (B/2)-(Xv-z) = 0.346 m < B/6 OK

B/6 = 1.058 m

Consideraciones de A (Ancho de Estribo para analisis):

A = 1m (Longitud de analisis.)

Fv = ΣFi

8.- Chequeos :

Chequeo de compresiones y tracciones:

σmax = (Fv/(A*B)*(1+(6*e/B)) = 23.69 Tn/m2 < σt OK

σmin = (Fv/(A*B)*(1-(6*e/B)) = 12.01 Tn/m2

Esfuerzo de compresion del concreto :

fc = 0.4*f'c = 1120 Tn/m2

por lo tanto:

σmax < fc OK

Chequeo al volteo :

FSV = ΣMiX/ΣMiy = 6.80 > 2 OK

Chequeo al deslizamiento :

FSD = ΣFix*f/ΣFiy = 2.19 > 1.5 OK




Huancavelica




Localidad:

Distrito:

Provincia:

Departamento:

C).- Diseño.

1.- REFUERZO CIMENTACION TALON ANTERIOR:

d = 20.0 Tn/m2

dc = hz-recub. = 0.43m

Mu = z2/6*(σd+2σmax - 3 c*hz*A) = 68.05Tn

Calculo del Refuerzo: (zona de tracciones)

As=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d

2))

1/2*f'c*A*d/fy = 46.93 cm²

Asmin = 0.0012*A*d = 4.25 cm²

Separación de varillas

Øasumido= 1 Øb= 2.54 cm Av=5.07cm²

s=Befec*(Avasumido/Asc) = 10.797 cm

USAR Ø1"@0.11m

Calculo del Refuerzo: (zona de compresiones)

Asmin = 0.0012*A*d = 5.10 cm²


Øasumido= 5/8 Øb= 1.59 cm Av=1.98cm²


USAR Ø5/8"@0.39m

Par

1

23 54

B

bn

H

c

hz

f

d

e

ml

a

D+L+S

8

7

6

9

Contrafuerte

Lf (Fuerza Frenado)

10

11

z k

y

xc/2

EQ (Carga Sismo)

S/C Vehicular

a

dar

Talon Anterior

a

Mto.

Df

V

M

(Resultante)

h1

h2

h3

Diagrama de Momentos

Empuje Lateral del Rellenomin

max d

1

2

3

1

2

3

Pas=(Ca*Pe*hs) Pa=(Ca*Pe*H)




Huancavelica




Localidad:

Distrito:

Provincia:

Departamento:

2.- REFUERZO HORIZONTAL PANTALLA

Pantalla del Muro:

De la figura (Empuje laterla del Relleno:

A una altura de (h1)/4:

Pa = C* r*h1 = 4.07 Tn/m

Pas = C* r*h' = 0.20 Tn/m

Momento Debido al Empuje :

w = Pa+Pas= 4.27 Tn*m

M(+)

e = (0.5w*S'2)/24 = 0.65 Tn*m

M(-)

e = (0.5w*S'2)/12 = 1.30 Tn*m

Analizando varias secciones con el objeto de disminuir armadura a medida que el

momento es menor.

wS'

s

Contrafuerte

Mto. Refuerzo Horizontal

2

241

wS'2

121

muro

s

Contrafuerte

Par

1

23 54

B

bn

H

c

hz

f

d

e

ml

D+L+S

8

7

6

9

Contrafuerte

10

11

z k

y

x

S/C Vehicular

dar

Talon Anterior

(Resultante)

Empuje Lateral del Relleno

1

2

3

Pas=(Ca*Pe*h')

Pa=(Ca*Pe*H)

H

H/2

Distribucion del empuje del suelo para el

H/4

H/4

q/2

q

calculo del refuerzo horizontal en la pantallavertical




Huancavelica




Localidad:

Distrito:

Provincia:

Departamento:

Momento Debido a la Fza de Frenado(Lf) :

MLf = Lf*((3h1/4)+Y) = 0.82 Tn*m

Momento Debido al Sismo :

Ms = EQ*((3h1/4)-c/2)) = 4.54 Tn*m

Calculo del Refuerzo Positivo:

M(+)

u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 6.94 Tn*m

dM1 = ((k+m)/3)-recub.M = 0.89m

As(+)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d

2))

1/2*f'c*A*d/fy = 2.07 cm²

Asmin = 0.0015*A*d = 13.35 cm²




USAR Ø5/8"@0.15m

Calculo del Refuerzo Negativo:

M(-)

u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 7.92 Tn*m

As(-)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d

2))

1/2*f'c*A*d/fy = 2.36 cm²




USAR Ø5/8"@0.15m

A una altura de (h1/2):


MLf = Lf*((h1/2)+Y) = 0.62 Tn*m


Ms = EQ*((h1/2)-c/2)) = 2.67 Tn*m

Finalmente


M(+)

u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 4.73 Tn*m

dM2 = (k+m)-recubM = 0.69 m

As(-)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d

2))

1/2*f'c*A*d/fy = 1.82 cm²

Asmin = 0.0015*A*d = 10.35 cm²




USAR Ø5/8"@0.20m


Finalmente

M(-)

u = 1.5Me+1.75Ms+MLf = 5.70 Tn*m

As(-)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d

2))

1/2*f'c*A*d/fy = 2.19 cm²

Asmin = 0.0012*A*d = 10.35 cm²




USAR Ø5/8"@0.20m




Huancavelica




Localidad:

Distrito:

Provincia:

Departamento:

3.- REFUERZO VERTICAL PANTALLA

Pa = C* r*(H-hz)/3 = 4.07 Tn/m

Pas = C* r*h' = 0.20 Tn/m

M1(-)

e = 0.03*(Pa+Pas)*(H-hz)2*{S'/(H-hz)} = 2.11 Tn*m


M(-)

u = 1.6M1(-)

e = 3.37 Tn*m

dM = (k+m)-recubM = 0.81 m

As(-)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d

2))

1/2*f'c*A*d/fy = 1.10 cm²

Asmin = 0.0012*A*d = 9.72 cm²




USAR Ø5/8"@0.20m


M2(+)

e = M1(+)

/2 = 1.05 Tn*m

M(+)

u = 1.6M1(+)

e = 1.69 Tn*m

dM = (k+m)-recubM = 0.81 m

As(-)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d

2))

1/2*f'c*A*d/fy = 0.55 cm²

Asmin = 0.0012*A*d = 9.72 cm²




USAR Ø5/8"@0.20m

4.- REFUERZO CIMENTACION TALON POSTERIOR:

Cargas en el talon posterior

q1= c*hz+ r*(H-hz)+s/c = 14.00 Tn/m2

d = 13.1 Tn/m2

qd1MAX=q1- maxd = 0.9 Tn/m2

qd1MIN=q1- min = 2.0 Tn/m2

Por lo tanto:

M(-)

= qdMAX*S'2/12 = 0.57 Tn*m


As(-)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d

2))

1/2*f'c*A*d/fy = 0.11 cm²

H

1

2-M

-0.03pH2

HS'M - =

M+ = 2

1

H/3

H/2

Mto. Refuerzo Vertical




Huancavelica




Localidad:

Distrito:

Provincia:

Departamento:

Asmin = 0.0012*A*d = 15.90 cm²




USAR Ø5/8"@0.125 m

M(+)

= qdMAX*S'2/16 = 0.36 Tn*m


As(-)

1=(0.85-(0.7225-(1.7*Mact*105/0.9*f'c*A*d

2))

1/2*f'c*A*d/fy = 0.07 cm²

Asmin = 0.0012*A*d = 15.96 cm²




USAR Ø5/8"@0.125 m

5.- REFUERZO CONTRAFUERTE:

Refuerzo en la Base:

Momento Debido al Empuje Lateral de Tierras:

dar = 2.03m

Par = 0.5*( r*(H-hz)*((H-hz)+2h'))*C = 17.71 Tn/m

Mar = Par*dar = 36.01 Tn*m


MLf = Lf*(h1+Y) = 1.01 Tn*m


Ms = EQ*(h1-(c/2)) = 6.42 Tn*m

Vu = 1.6*(Par+Lf+EQ) = 30.51 Tn

Mu = 1.6*(MPar+MLf+MEQ) = 69.50 Tn*m

dc = 4.31 m

Tension en el acero (T) :

cos º = 0.91

sen º = 0.42

T = Vcos º + (M/d)*sen º = 34.46 Tn

As=(T/Φ*fy) = 9.12 cm²

USAR 2Ø1"

Refuerzo Horizontal y Vertical en contrafuerte:

As=(T/Φ*fy) = 9.12 cm²


Øasumido= 1/2 Øb= 1.27 cm 2Av=2.53cm²


USAR Ø1/2"@0.175 m

Refuerzo a H/3:

Momento Debido al Empuje Lateral de Tierras:

dar = 1.36m

Par = 0.5*( r*((H-hz)/3)*(((H-hz)/3)+2h'))*C = 2.32 Tn/m

Mar = Par*dar = 3.15 Tn*m


MLf = Lf*(((H-hz)/3)+Y) = 0.49 Tn*m




Huancavelica




Localidad:

Distrito:

Provincia:

Departamento:


Ms = EQ*((((H-hz)/3))-c/2) = 1.42 Tn*m

Vu = 1.6*(Par+Lf+EQ) = 5.88 Tn

Mu = 1.6*(MPar+MLf+MEQ) = 8.09 Tn*m

dc3 = 1.84 m

Tension en el acero (T) :

cos º = 0.91

sen º = 0.42

T = Vcos º + (M/d)*sen º = 7.19 Tn

As=(T/Φ*fy) = 1.90 cm²

Asmin = 0.0012*A*d = 16.27 cm²

USAR 3Ø1" +1Ø1/2"

Refuerzo Horizontal y Vertical en contrafuerte:

As=(T/Φ*fy) = 16.27 cm²




USAR Ø1/2"@0.10 m

RESUMEN GENERAL DE DISTRIBUCION DE REFUERZOS

CIMENTACION:

Talon Anterior

Refuerzo Principal Transversal: (Negativo) USAR Ø1"@0.11m

Refuerzo Principal Transversal: (Positivo) USAR Ø5/8"@0.39m Ref. minimo

Refuerzo Longitudinal: (Negativo) USAR Ø5/8"@0.39m Ref. minimo

Refuerzo Longitudinal: (Positivo) USAR Ø5/8"@0.39m Ref. minimo

Talon Posterior

Refuerzo Principal Horizontal: (Negativo) USAR Ø5/8"@0.125 m Ref. minimo

Refuerzo Principal Transversal: (Positivo) USAR Ø5/8"@0.125 m Ref. minimo

Refuerzo Longitudinal: (Negativo) USAR Ø5/8"@0.125 m Ref. minimo

Refuerzo Longitudinal: (Positivo) USAR Ø5/8"@0.125 m Ref. minimo

REFUERZO HORIZONTAL PANTALLA:

H/4 (Inferior)

Refuerzo Horizontal:

Refuerzo Positivo USAR Ø5/8"@0.15m Ref. minimo

Refuerzo Negativo USAR Ø5/8"@0.15m Ref. minimo

H/2 (Superior)

Refuerzo Horizontal:



REFUERZO VERTICAL PANTALLA:

Refuerzo Vertical:



REFUERZO VERTICAL Y HORIZONTAL CONTRAFUERTE:

Ref. Contrafuerte ambas caras USAR Ø1/2"@0.10 m

Ref. en base por empuje lateral contrafuerte USAR 2Ø1" Ref. colocado mayor al calculado por seguridad

Ref. a H/3 de la base por empuje lateral USAR 3Ø1" +1Ø1/2" Ref. colocado mayor al calculado por seguridad

Puentes de Contrafuerte

Documents

Transcript of Puentes de Contrafuerte