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"ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL PUENTE TIPO ARCO DE LUZ DE 40

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hugo Vásquez Vergara

on 8 July 2015

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Transcript of "ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL PUENTE TIPO ARCO DE LUZ DE 40

Identificación del problema
En la actualidad los pobladores del distrito de Charcana cuentan con un medio de comunicación accidentado en casi todo su trayecto, pasando por ríos y quebradas que no cuenta con un puente para conectar las vías de comunicación.
Descripción
El problema esta en el aislamiento del distrito de Charcana, genera problemáticas no solo de comunicación si no de retraso socio-cultural, ya que el acceso vial esta muy alejado.
Objetivo del proyecto
-Objetivo General:
Analizar y diseñar la estructura del puente vehicular que proporcione un solución viable, segura y económica al aislamiento de Charcana
Definición de elementos de un puente
-Superestructura
Parte del puente que se construye sobre apoyos: losa, vigas, bóvedas, etc.
-Subestructura
Estribos, pilas centrales, etc. siendo los que soportan el tramo horizontal
Tipo de puente arco
-Tablero superior
-Tablero inferior
-Tablero intermedio
Justificación
El diseño del puente vehicular beneficiara a la población de Charcana, que necesita trasladarse, la elaboración del puente vehicular proporcionara una vía de comunicación.

"ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL PUENTE TIPO ARCO DE LUZ DE 40 METROS"
Para soportar el tablero es recomendable usar pendolones de cables o columnas de hormigón. Otro aspecto que debe ser tomado en cuenta es la posibilidad del pandeo del arco.
Elementos del peso muerto de un puente
Superestructuras
-Elementos principales
Es el elemento que transmite las cargas vivas y muertas a los apoyos e intermedios de la estructura, los principales son tableros, vigas, estructura metálica.
Elementos secundarios
Son elementos complementarios de la superestructura siendo necesario para la estabilidad y posibilitan el transito por el puente, diagramas transversales, barandas, calzada
Subestructura
Consiste de todos los elementos requeridos para soportar la superestructura:
Aparatos de apoyo
Estribos
Pilas
Componentes de un estribo
Estudios de impacto ambiental
El proyecto de tesis estudió y evaluó los impactos ambientales, modificará temporalmente la calidad ambiental en dos etapas:
El proceso de construcción
El término de construcción
Impactos negativos
Impactos positivos
Incremento de la calidad de vida, facilidad en el acceso al transporte e incremento de áreas agrícolas ganaderas
Incrementos de ruidos, riesgos de accidentes de conductores.
Estudio hidrológico
La red hidrográfica que recorre la cuenca esta definida por una densidad de drenaje de 0.66 km/km2, es una cuenca constante y no muestra mayores incrementos
Estudio del suelo y socavación
Se realiza a fin de obtener las principales características físicas y mecánicas del suelo, así como, sus propiedades de resistencia en base a los cuales se define los perfiles estratigráficos, tipo y profundidad de cimentación, capacidad portante admisible.
Análisis de cimentación
De acuerdo a los trabajos de campo y ensayos en laboratorio se concluye que habrá una profundidad de 3m con el material conglomerado heterogéneo con matriz limo arenosa
Estudio de tráfico
Tiene como objetivo analizar y establecer una equivalencia a la carga viva que esta representa
Análisis y diseño del puente
Análisis estructural
Se uso el programa SAP 2000 V14, donde hemos considerado los elementos tipo vigas, columnas, losa para todos los elementos estructurales.
La losa de concreto es de 0.20m de espesor apoyada en estribos.
El arco viga tiene la sección de 0.40m * 0.40m que va a lo largo de todo el puente.
La viga paralela al transito tiene una sección de 0.40m * 0.40m y la viga transversal 0.30m * 0.30m
La viga de amarre de 0.25m * 0.25m y la columna que amarra la viga principal de 0.30m * 0.40m.
La caja de estribos es de 0.25m de espesor.
Cargas muertas
En puente, vereda, baranda:
Peso especifico del concreto - 2.4 tn/m3
Peso especifico del asfalto - 2.2 tn/m3
Peso de la baranda por m2 - 0.36 tn/m2
Cargas móviles
Camión de diseño, donde:
145 KN = 14.78 Tn
Carga de impacto
Para el proyecto de tesis se toma un 33% que se multiplicara con el momento de carga móvil
Empuje de terreno
Se determina con la altura y el peso especifico del terreno
Diagramas de momento de la carga muerta
Diagrama de esfuerzo cortante de la carga muerta
Diagrama de momentos de la carga móvil
Diagrama de esfuerzos cortantes de la carga móvil
Diagrama de momentos de la carga de empuje
Diagrama de esfuerzo cortante de la carga de empuje
Análisis sísmico en el puente
De acuerdo al manual de diseño de puentes de la dirección general de caminos y ferrocarriles y ministerios de transporte y comunicaciones.
De acuerdo al ASSHTO Guide Specificactions for desing of highway briges 1988-2009.
En el tiempo 0.289s
En el tiempo 0.211s
En el tiempo 0.198s
Desplazamiento del puente
Desplazamiento en x = -0.136m
Desplazamiento en y = 0.801m
Donde:
DC: Carga muerta
DW= Carga de asfalto
LL= Carga viva vehicular
EQX= Sismo en x
EQY= Sismo en y
EH= Empuje del terreno

Combinaciones de carga
Diagrama de colores
Momentos positivos paralelos al transito
Mu=6.19 Tn-m/m
Diagrama de colores
Momentos negativos paralelos al transito (COMB 7)
Mu=-3.85 Tn-m/m
Diagrama de colores
Momento negativo paralelo al transito de la carga (COMB 7)
Mu=-7.61 Tn-m/m (en puntos mas críticos))
Diagrama de momentos positivo transversales al transito de carga COMB 7
Mu=4.61 Tn-m/m
Diagrama de momentos negativo transversales al transito de carga COMB 7
Mu=-3.61 Tn-m/m
Conclusiones
• La primera actividad que está pendiente para realizar un eficiente proyecto de construcción es realizar un correcto estudio topográfico y de suelos así como también comprender y analizar los movimientos sísmicos que se puedan presentar en la zona y en base a ellos trabajar con un margen de error.
• Gracias a un adecuado estudio de las resistencias que presentan los suelos de la zona se pudo determinar el tipo de puente más adecuado a realizarse.
• En el diseño del tablero fue posible emplear distribución de momentos negativos, con el fin de simplificar l armando del refuerzo de acero y en el caso de las vigas para descongestionar la armadura de los nudos.
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