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a. PREDIMENSIONAMIENTO SUPERESTRUCTURA: Para peso propio únicamente

f`c (MPa) = fy (MPa) =

25 420

(medidas en metros) Luz de diseño -la mayor- (m) = espesor W (m) =

35 25

Luz entre 15 y 36 m es adecuado el uso de viga cajón en concreto reforzado. P (altura de vigas) = 0.055 (para luz contínua) L =

1.925 m

P adoptada =

1.95 m

Smax = 1.5 P =

2.925 m

Long Volado max = S/2 =

1.4625 m

Long Volado asumida =

1.35 m

Espesor de la viga =

0.25 m

Cantidad de vigas = 9 Cálculo de la separación = [25m - 2*(1.35)}]/8 =

2.756 m

Sefectivo para tabla espesores losas = Sefectivo para tabla espesores losas (unides inglesas) =

2.506 m 8 ft 3 in

Espesor losa superior (in) =

8 1/8

=

20.6 (cm)

Espesor losa inferior (in) =

6 1/4

=

15.9 (cm)

Espesores adoptados:

losa superior (m) = losa inferior (m) =

Acartelamientos De vigas:

Vista superior vigas

0.21 0.16

De losa inferior

0.16

0.2 L2 = 7

0.2 L1 = 5

Vista transversal vigas interiores

Propiedades geométricas sección tipo

E = 3900 raiz (f´c) = 3900 raiz (25) =

19500 MPa

Predimensión columna central Se considera que el γ = 2.4 ton / m3 Área de la sección en cajon =

2 128.35 ft =

Peso por metro de sección cajón = A x γ =

2 11.92 m

28.62 ton/m

Carga aproximada para predimensión de la columna central: Peso propio de la sección cajon * longitud aferente = 28.62 Area de la sección completa

x(18+35)/2=

2 460.71 ft =

Area aligeramiento = Ancho supuesto sección completa Peso sección completa en el apoyo sobre la columna (aligeramiento)= Peso de acartelamiento =

758.37 Ton 2 42.80 m 2 30.88 m

1.00 m 74.11 Ton

Unicamente con fines de predimension consideramos un un incremento en la carga de 3% debido a acartelamiento lo cual es conservador y sera validado en la etapa de diseño.

b) Análisis de Cargas: CARGA PERMANENTE DC : carga uniforme (sección cajón) = carga puntual (sección llena) en el apoyo central = carga puntual (sección llena) en los extremos = carga debida a acartelamiento losa inferior* = carga debida a acartelamiento vigas* =

28.62 111.16 74.11 0 0

DW: Carpeta asfaltica = 170*25/1000 = Barreras típicas con anden = Ductos = (3*3.14/4*(16*0.0254)2 agua: gas + electricidad y teléfono: 3x75

4.25 Ton/m 1.3 Ton/m

Total DW = Carga total uniforme ( DC+DW) =

Ton/m Ton Ton Ton/m Ton/m

0.389 Ton/m 0.225 Ton/m 6.16 Ton/m 36.21 Ton/m

*Unicamente con fines de predimension consideramos un un incremento en la carga de 3% debido a acartelamiento lo cual es conservador y sera validado en la etapa de diseño. CARGA VIVA Para la carga viva se emplea el camión C-4095

Dicho camión se hace circular por ambas luces del modelo del puente, de tal manera que se produzcan los máximos esfuerzos. Las cargas por eje se afectan por el factor de impacto según A.3.4.3.1. (factor = 1.21) debido a que en 25m el múmero de carriles es mator que 4, se afectó este coeficiente por 0.75 según A.3.4.7.1 Reducción de la intensidad de la carga.

Predimensión de las columnas Peso total apoyo central = Peso viga cajon aferente DC +DW carga puntual subtotal acartelamiento Total Area columnas = P/ (f´c·0.10)= Se suponen 2 columnas circulares de diametro:

959.64 102.72 1062.36 31.87 1094.23

Ton Ton Ton Ton Ton

43769.22 cm2 166.93 cm

Por lo tanto se dejan 2 columnas circulares de 1.70 m c/u

Lvol = 0.4 S = 0.4 * 11.56 = 4.62

c) Cálculo fuerzas Sísmicas 1. Definición categoria de comportamiento sísmico: Grupo de Importancia = I (puentes urbanos grupos escenciales) A = 0.20 (Bogotá) Coeficiente de sitio S = 1.5 no se tiene suficiente información Por lo tanto tenemos CCS-C

A.3.5.3 A.3.5.2.2 A.3.5.2.4 A.3.5.3.2

Debido a que el puente pertence al grupo de importancia I debe cumplirse lo establecido en A3.5.2.3 que establece que debe hacerse un estudio para determinar los coeficientes de aceleración As se anexa el estudio definitivo de análisis de cimentaciones del Ingeniero Luis Fernando Orozco se tomó este con el fin de aplicar un espectro real. 2. Definición procedimiento mínimo de análisis sísmico: s/ Tabla A.3.5-4 se tiene PAS-1 3. Cálculo del periodo de la estructura Se tiene:

K = 12ΣEIc/H3

donde H =6+1.95/2 = 6.96

Cálculo inercias efectivas Como : P/f´cAg = 1133.72*1000/250/2/22686.5 =

0.0999

Como :

I=

0.409983 m4

factor de corrección de inercia

0.46

I efectiva =

0.188592 m4

4.Calculo de Kx LONGITUDINAL

130892 kN/m

Suma de las inercias de las dos columnas como voladizos. Cálculo de la rigidez transversal Ky Ky = 12ΣEIc/H3 Ky

261783 kN/m 261783 kN/m

Modelo equivalente para carga transversal

p(x) = 1 kN/m

Ky = ∆ = p(x)*L /K =

261783 kN/m

2.025E-04 m

K = P(x) L / ∆o =

261783 kN/m

T = 2 Π raiz (M/K) = donde M x g =

1159.60 Tonf = M=

Ty =

1159.60084 kN s / m 0.418 s

11596.00843 kN

tomado de Luis Fernando Orozco Estudio Calle 9 K 67

asi para T=0.427

Sa=

entonces Fhy = W x Sa =

0.75

8697.01 kN*

*fuerza en columna central dado el modelo matemático, donde el pórtico asume todo el sismo Modelo equivalente para carga longitudinal

p(x) = 1 kN/m

Kx = ∆ = p(x)*L /K =

130892 kN/m

4.049E-04 m

K = P(x) L / Do =

130892 kN/m

T = 2 Π raiz (M/K) = donde M x g =

1159.60 Tonf =

M= Tx = asi para T=0.601

11596.01 kN

1159.60 kN s / m 0.591 s Sa=

0.750

8697.01 kN* entonces Fhx = W x Sa = *fuerza en columna central dado el modelo matemático, donde el pórtico asume todo el sismo Cálculo de los desplazamientos debidos a las fuerzas símicas Sentido longitudinal =

0.066 m

Sentido transversal =

0.033 m

Diseño del asiento de los apoyos del puente de acuerdo con A.3.5.9.3 CCP 200 -94 Como el puente se encuentra clasificado como CCS - C; se debe cumplir con la siguiente longitud mímima de apoyo: N = 30.5 + 0.25 L + 1.0 H L=

53 m

H=

6.96 m

N=

50.71 cm

Debido a que el desplazamientos es 0.069 m, se considera el ancho de silla de acuerdo con el valor de N Se propone que el apoyo en el estribo tenga mínimo 0.50 m. DISEÑO DE LA LOSA SUPERIOR REFUERZO PPRINCIPAL PERPENDICULAR AL TRAFICO A.4.2.1.2 1 Carga Muerta Peso de la losa = 0.504 Peso de la capa de rodadura= 0.180 0.684 T/m2 Total carga muerta losa superior 2 Carga Viva Linea de Rueda

Camion C40-95 S=

2.525 m

Impacto=

0.376

0.3

I = 16/(40+L)

A.3.4.3.2.1

3. Momentos Maximos en la luz de la losa 0.436 T·m/m

3.1 Por carga Muerta 3.2 Por carga Viva P=

MD=0.10*D*S^2

1.913 T·m/m MD= 0.8*P*(S+0.6)/8 Carga de rueda

7.5 T

4. Momentos Flector en el Voladizo 4.1 Carga Muerta del Voladizo

P baranda (0.25x2.4) = Momento debido a la baranda Momento de Peso propio placa Momento debido al bordillo Momento Carga Muerta Voladizo

0.6 0.69 0.588 0.2352 1.5132

T/m T.m/m T.m/m T.m/m T.m/m

A.4.2.2.1.1

4.2 Momento por carga viva A.4.2.4 Refuerzo perpendicular al trafico. Cada rueda en el elemento perpendicular al trafico debe distrbuirse sobre un ancho E= 0.8*X + 1.1 "

Factor de impacto P= Ancho de distribucion E

0.393 7.5 T 1.64

Momento carga Viva

2.744 T·m/m

0.3 E= 0.8*X + 1.1 " ML=P*X/E

5 Obtencion de Armadura en la losa 5.1 Momento Ultimo en la luz de la losa MD= 0.436 T.m/m ML= 1.913 T.m/m M(L+I) 2.4872 T.m/m

Grupo I - Resistencia Ultima Mu = 1.3*(MD +1.67*M(L+I)) A.3.12.1 Mu=

5.967 T.m/m

5.2 Momento Ultimo en el Voladizo MD= ML= M(L+I)= Mu

1.513 2.744 3.567 9.711

t.m/m t.m/m t.m/m t.m/m

A.4.2.4

5.3 Armadura en la losa Mu=0.9*As*Fy*(d-0.59*As*Fy/Fc*b) Fy= Fc= d= b= Mu=

420MPa 25MPa H-0.05 100cm

16

m

5.967 T.m/m

Resuelta la ecuacion de momento ultimo obtenemos: As= 10.55 ρ= As/b*d

0.00502381

Chequeo de la cuatia maxima del acero ρb=0.85*Fc*β1/4200*(0.003*Es/(0.003*Es+Fy) para β1 = 0.85 Fc= Fy= Es= β1=

250 kg/cm2 4200 kg/cm3 2040000 kg/cm4 0.85

Chequeada la cuantia balanceada obtenemos ρb=

0.02550353

0.00502381